特許 7490657 電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-17

(45)【発行日】2024-05-27

(54)【発明の名称】電子機器

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/30 20060101AFI20240520BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20240520BHJP

   G06F 3/042 20060101ALI20240520BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20240520BHJP

   G09F 9/302 20060101ALI20240520BHJP

   H10K 50/10 20230101ALI20240520BHJP

   H10K 59/10 20230101ALI20240520BHJP

【ＦＩ】

G09F9/30 349Z

G06F3/041 412

G06F3/041 610

G06F3/041 640

G06F3/042 471

G09F9/00 350Z

G09F9/00 366A

G09F9/30 308A

G09F9/30 365

G09F9/302 C

H10K50/10

H10K59/10

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021538509

(86)(22)【出願日】2020-07-27

(86)【国際出願番号】 IB2020057050

(87)【国際公開番号】W WO2021024082

(87)【国際公開日】2021-02-11

【審査請求日】2023-07-20

(31)【優先権主張番号】P 2019146658

(32)【優先日】2019-08-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000153878

【氏名又は名称】株式会社半導体エネルギー研究所

(72)【発明者】

【氏名】初見 亮

(72)【発明者】

【氏名】鎌田 太介

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 一徳

(72)【発明者】

【氏名】久保田 大介

【審査官】新井 重雄

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１８５２３４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／１９２７１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１８－５３６１８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００１９２８８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００１３９４４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００５３１１８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０９Ｆ ９／３０

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０４２

Ｇ０９Ｆ ９／００

Ｇ０９Ｆ ９／３０２

Ｈ１０Ｋ ５０／１０

Ｈ１０Ｋ ５９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表示装置と、筐体と、を有する電子機器であって、
前記表示装置は、第１の表示領域と、第２の表示領域と、を有し、
前記第１の表示領域は、マトリクス状に配置された複数の第１の発光素子と、マトリクス状に配置された複数の第１の受光素子と、を有し、
前記第２の表示領域は、マトリクス状に配置された複数の第２の発光素子と、マトリクス状に配置された複数の第２の受光素子と、を有し、
前記第１の受光素子は、前記第１の発光素子が発する第１の光を受光する機能を有し、
前記第２の受光素子は、前記第２の発光素子が発する第２の光を受光する機能を有し、
前記第２の受光素子は、前記第１の受光素子よりも高密度に配置され、
前記筐体は、第１の面と、第２の面と、を有し、
前記第１の面と前記第２の面とは、連続して設けられ、且つ、法線方向が異なり、
前記第１の表示領域は、前記第１の面に沿って設けられ、
前記第２の表示領域は、前記第２の面に沿って設けられる、電子機器。

【請求項2】

請求項１において、
前記第２の面は、曲面を有する、電子機器。

【請求項3】

請求項１又は２において、
前記筐体は、前記第１の表示領域及び前記第２の表示領域を囲う枠部を有し、
前記第２の表示領域は、前記枠部の内輪郭の一部に沿って設けられる、電子機器。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか一において、
前記筐体は、前記第１の表示領域及び前記第２の表示領域を囲う枠部を有し、
前記枠部は、内輪郭が、四辺形形状、または角の丸い四辺形形状を有し、
前記第２の表示領域は、前記内輪郭の隣接する２辺に接して設けられる、電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の一態様は、表示装置に関する。本発明の一態様は、電子機器に関する。

【0002】

なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置、入出力装置、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法、を一例として挙げることができる。半導体装置は、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。

【背景技術】

【0003】

近年、スマートフォンなどの携帯電話、タブレット型情報端末、ノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）などの情報端末機器が広く普及している。このような情報端末機器は、個人情報などが含まれることが多く、不正な利用を防止するための様々な認証技術が開発されている。

【0004】

例えば、特許文献１には、プッシュボタンスイッチ部に、指紋センサを備える電子機器が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】米国特許出願公開第２０１４／００５６４９３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の一態様は、光検出機能を有する表示装置を提供することを課題の一とする。または、指紋認証に代表される生体認証が可能な表示装置を提供することを課題の一とする。または、タッチセンサの機能と、指紋認証の機能の両方を兼ね備えた表示装置を提供することを課題の一とする。

【0007】

また、本発明の一態様は、利便性の高い電子機器を提供することを課題の一とする。または、多機能な電子機器を提供することを課題の一とする。または、電子機器の部品点数を削減することを課題の一とする。または、表示面積比率の高い電子機器を提供することを課題の一とする。または、ユーザフレンドリな電子機器の指紋認証方法を提供することを課題の一とする。または、指紋認証を実行する際に、ユーザーに煩わしさを感じさせにくい電子機器を提供することを課題の一とする。

【0008】

なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から抽出することが可能である。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様は、第１の表示領域と、第２の表示領域と、を有する表示装置である。第１の表示領域と第２の表示領域とは、接して設けられる。第１の表示領域は、複数の第１の発光素子と、複数の第１の受光素子と、を有する。第２の表示領域は、複数の第２の発光素子と、複数の第２の受光素子と、を有する。第１の受光素子は、第１の発光素子が発する第１の光を受光する機能を有する。第２の受光素子は、第２の発光素子が発する第２の光を受光する機能を有する。第１の発光素子と、第１の受光素子は、第１の表示領域にそれぞれマトリクス状に配置される。第２の発光素子と、第２の受光素子は、第２の表示領域にそれぞれマトリクス状に配置される。第２の受光素子は、第１の受光素子よりも高密度に配置される。

【0010】

また、上記において、第１の発光素子は、第２の発光素子よりも高密度に配置されることが好ましい。

【0011】

また、上記において、第１の受光素子と、第２の受光素子とは、それぞれ同一の有機化合物を含む活性層を有することが好ましい。また、第１の発光素子と、第２の発光素子とは、それぞれ同一の有機化合物を含む発光層を有することが好ましい。

【0012】

また、上記において、第１の受光素子及び第２の受光素子は、それぞれ第１の画素電極と、活性層と、共通電極と、が積層された積層構造を有することが好ましい。また、第１の発光素子及び第２の発光素子は、それぞれ第２の画素電極と、発光層と、共通電極と、が積層された積層構造を有することが好ましい。このとき、第１の画素電極と、第２の画素電極とは、同一面上に設けられ、活性層と、発光層とは、それぞれ異なる有機化合物を含むことが好ましい。

【0013】

また、上記において、共通電極は、第１の電位が与えられる機能を有し、第１の画素電極は、第１の電位よりも低い第２の電位が与えられる機能を有し、第２の画素電極は、第１の電位よりも高い第３の電位が与えられる機能を有することが好ましい。

【0014】

また、本発明の他の一態様は、上記いずれかの表示装置と、筐体と、を有する電子機器である。筐体は、第１の面と、第２の面と、を有する。第１の面と第２の面とは、連続して設けられ、且つ、法線方向が異なる。また、第１の表示領域は、第１の面に沿って設けられ、第２の表示領域は、第２の面に沿って設けられる。

【0015】

また、上記において、第２の面は、曲面を有することが好ましい。

【0016】

また、本発明の他の一態様は、上記いずれかの表示装置と、筐体と、を有する電子機器である。筐体は、第１の表示領域及び第２の表示領域を囲う枠部を有する。このとき、第２の表示領域は、枠部の内輪郭の一部に沿って設けられることが好ましい。

【0017】

また、本発明の他の一態様は、上記いずれかの表示装置と、筐体と、を有する電子機器である。筐体は、第１の表示領域及び第２の表示領域を囲う枠部を有する。枠部は、内輪郭が、四辺形形状、または角の丸い四辺形形状を有する。このとき、第２の表示領域は、内輪郭の隣接する２辺に接して設けられることが好ましい。

【0018】

また、上記において、第１の表示領域は、指紋を撮像する機能を有し、第２の表示領域は、タッチセンサとしての機能を有することが好ましい。

【発明の効果】

【0019】

本発明の一態様によれば、光検出機能を有する表示装置を提供できる。または、指紋認証に代表される生体認証が可能な表示装置を提供できる。または、タッチセンサの機能と、指紋認証の機能の両方を兼ね備えた表示装置を提供できる。

【0020】

また、本発明の一態様は、利便性の高い電子機器を提供できる。または、多機能な電子機器を提供できる。または、電子機器の部品点数を削減することができる。または、表示面積比率の高い電子機器を提供できる。または、ユーザフレンドリな電子機器の指紋認証方法を提供できる。または、指紋認証を実行する際に、ユーザーに煩わしさを感じさせにくい電子機器を提供できる。

【0021】

なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から抽出することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0022】

図１Ａは、電子機器の構成例を示す図である。図１Ｂ乃至図１Ｅは、画素の構成例を示す図である。
図２Ａ乃至図２Ｄは、画素の構成例を示す図である。
図３Ａ乃至図３Ｃは、画素の構成例を示す図である。
図４Ａ及び図４Ｂは、画素の構成例を示す図である。
図５Ａ及び図５Ｂは、画素の構成例を示す図である。
図６Ａ及び図６Ｂは、電子機器の構成例を示す図である。
図７Ａ及び図７Ｂは、電子機器の構成例を示す図である。
図８Ａ及び図８Ｂは、電子機器の構成例を示す図である。
図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｄは、表示装置の構成例を示す図である。図９Ｃ及び図９Ｅは、画像の例を示す図である。
図１０Ａ乃至図１０Ｃは、表示装置の構成例を示す図である。
図１１Ａ乃至図１１Ｄは、表示装置の構成例を示す図である。
図１２Ａ乃至図１２Ｄは、表示装置の構成例を示す図である。
図１３Ａ乃至図１３Ｃは、表示装置の構成例を説明する図である。
図１４Ａ及び図１４Ｂは、表示装置の構成例を説明する図である。
図１５Ａ乃至図１５Ｃは、表示装置の構成例を説明する図である。
図１６は、表示装置の構成例を説明する図である。
図１７は、表示装置の構成例を説明する図である。
図１８Ａ及び図１８Ｂは、表示装置の構成例を説明する図である。
図１９Ａ及び図１９Ｂは、表示装置の構成例を説明する図である。
図２０は、表示装置の構成例を説明する図である。
図２１Ａ及び図２１Ｂは、画素回路の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

【0024】

なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。

【0025】

なお、本明細書で説明する各図において、各構成要素の大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。

【0026】

なお、本明細書等における「第１」、「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。

【0027】

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置、及び表示装置を備える電子機器について説明する。

【0028】

本発明の一態様の表示装置は、複数の表示素子と、複数の受光素子（受光デバイスともいう）と、を有する。表示素子は、発光素子（発光デバイスともいう）であることが好ましい。受光素子は、光電変換素子であることが好ましい。

【0029】

表示装置は、マトリクス状に配列された表示素子により、表示面側に画像を表示する機能を有する。

【0030】

また、表示装置は、表示面に触れる、または近づく物体を撮像することができる。例えば、表示素子が発した光の一部は、当該物体により反射し、その反射光が受光素子に入射する。また受光素子は、入射する光の強度に応じた電気信号を出力することができる。そのため、表示装置が、マトリクス状に配列した複数の受光素子を有することで、物体の位置情報や形状をデータとして取得する（撮像するともいう）ことができる。すなわち、表示装置は、イメージセンサパネル、タッチセンサパネルなどとして機能させることができる。

【0031】

また、表示装置は、第１の表示領域（第１の表示部ともいう）と、第２の表示領域（第２の表示部ともいう）とが隣接して（接して）設けられる構成を有する。第１の表示領域には、第１の表示素子と、第１の受光素子とがそれぞれマトリクス状に配置される。また第２の表示領域には、第２の表示素子と、第２の受光素子とがそれぞれマトリクス状に配置される。第１の表示素子と第２の表示素子とは、同一工程にて形成することができる。

【0032】

ここで、第２の表示領域に設けられる第２の受光素子は、第１の表示領域に設けられる第１の受光素子よりも高密度に配置されることが好ましい。これにより、第２の表示領域では、第１の表示領域よりも高精細な画像を撮像することができる。一方、第１の表示領域では、第２の表示領域よりも精細度は低いものの、撮像に係る時間を短縮でき、高速動作を実現できる。

【0033】

例えば、第２の表示領域では高精細な画像を撮像することができるため、第２の表示領域を指紋認証や掌紋認証などの生体認証のための撮像に、好適に用いることができる。一方、第１の表示領域では高速動作が可能であるため、第１の表示領域をタッチセンサパネル（近接センサパネル、ニアタッチセンサパネルを含む）として好適に用いることができる。なお、第２の表示領域においても、タッチセンサパネルとしての機能を持たせることができる。

【0034】

このような第１の表示領域と、第２の表示領域とを有する表示装置を、電子機器に適用することができる。このとき、電子機器が有する表示部のうち、第２の表示領域が割り当てられた一部に指紋認証の機能を持たせ、第１の表示領域が割り当てられた他の部分では、タッチパネルとしての機能を持たせることができる。このような構成とすることで、２つの機能を一つの表示装置によって実現できるため、部品点数が削減できる、多機能化が容易となるなどの効果を奏する。

【0035】

電子機器の表示部に本発明の一態様の表示装置を適用する場合、指紋認証の機能を有する第２の領域を、表示部の輪郭の一部に接して設けることが好ましい。例えば、ユーザーが電子機器を把持する際に、ユーザーの指が自然に触れやすい位置に第２の領域を配置することにより、電子機器は、ユーザーが意識することなく、電子機器を持つと同時に認証動作を実行することができる。そのため、安全性を損なうことなく、利便性の高い電子機器を実現することができる。ユーザーの指が自然に触れやすい位置としては、表示部を囲う枠部の内輪郭の一部に沿った領域が挙げられる。また、電子機器を、筐体の上面から側面に亘って表示部を有する構成とし、その側面部分に第２の領域を配置することが好ましい。

【0036】

ここで、本明細書等において、枠状の物体の平面視において、外周を成す輪郭を外輪郭、内周を成す輪郭を内輪郭と呼ぶこととする。また、枠状の物体とは、平面視において、物体の輪郭（外輪郭）の内側に、少なくとも１つの開口を有する物体を指す。すなわち、内輪郭とは、平面視において、枠状の物体が有する開口の縁に沿った閉曲線を指すともいえる。

【0037】

表示素子として発光素子を用いる場合には、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ－ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などのＥＬ素子を用いることが好ましい。ＥＬ素子が有する発光物質としては、蛍光を発する物質（蛍光材料）、燐光を発する物質（燐光材料）、熱活性化遅延蛍光を示す物質（熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｄｅｌａｙｅｄ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料）、無機化合物（量子ドット材料など）などが挙げられる。また、発光素子として、マイクロＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などのＬＥＤを用いることもできる。

【0038】

受光素子としては、例えば、ｐｎ型またはｐｉｎ型のフォトダイオードを用いることができる。受光素子は、受光素子に入射する光を検出し電荷を発生させる光電変換素子として機能する。光電変換素子は、入射する光量に応じて、発生する電荷量が決まる。特に、受光素子として、有機化合物を含む層を有する有機フォトダイオードを用いることが好ましい。有機フォトダイオードは、薄型化、軽量化、及び大面積化が容易であり、また、形状及びデザインの自由度が高いため、様々な表示装置に適用できる。

【0039】

発光素子は、例えば一対の電極間に発光層を備える積層構造とすることができる。また、受光素子は、一対の電極間に活性層を備える積層構造とすることができる。受光素子の活性層には、半導体材料を用いることができる。例えば、シリコンなどの無機半導体材料を用いることができる。

【0040】

また、受光素子の活性層に、有機化合物を用いることが好ましい。このとき、発光素子と受光素子の一方の電極（画素電極ともいう）を、同一面上に設けることが好ましい。さらに、発光素子と受光素子の他方の電極を、連続した一の導電層により形成される電極（共通電極ともいう）とすることがより好ましい。さらに、発光素子と受光素子とが、共通層を有することがより好ましい。これにより、発光素子と受光素子とを作製する際の、作製工程の一部を共通化できるため、作製工程を簡略化でき、製造コストを低減すること、及び、製造歩留りを向上させることができる。

【0041】

以下では、より具体的な例について図面を参照して説明する。

【0042】

［電子機器の構成例１］
図１Ａは、本発明の一態様の表示装置を備える電子機器１０の概略図を示している。

【0043】

電子機器１０は、表示部１１ａ、表示部１１ｂ、筐体１２、スピーカ１３、及びマイク１４等を有する。電子機器１０は、携帯情報端末機器として用いることができる。電子機器１０は、例えばスマートフォンとして用いることができる。

【0044】

筐体１２は、板状の形状を有している。筐体１２の上面である第１の面に沿って、表示部１１ａが設けられている。また筐体１２の１つの側面となる第２の面に沿って、表示部１１ｂが設けられている。ここで、筐体１２の表示部１１ｂが設けられる第２の面は、表示部１１ａが設けられる第１の面と連続し、曲面を有していることが好ましい。筐体１２の第１の面に設けられる表示部１１ａの法線方向と、筐体１２の第２の面に設けられる表示部１１ｂの法線方向は異なっているともいうことができる。表示部１１ａと表示部１１ｂとは、連続して設けられている。

【0045】

表示部１１ａは、タッチパネルとして機能し、画像を表示する機能と、タッチ操作（ニアタッチ操作を含む）を検出する機能と、を有する。表示部１１ａは、主画面（メイン画面）とも呼ぶことができる。

【0046】

表示部１１ｂは、画像を表示する機能と、指紋等の撮像を行う機能と、を有する。表示部１１ｂは、表示部１１ａと同様にタッチパネルとしての機能を有していてもよい。表示部１１ｂは、副画面（サブ画面）とも呼ぶことができる。

【0047】

図１Ａでは、ユーザーが電子機器１０を把持した状態で、表示部１１ａを指３０ｂで操作している場合の例を示している。

【0048】

表示部１１ｂは、ユーザーが手で筐体１２を把持したときに、指３０ａが自然に触れる位置に設けられている。このとき、電子機器１０は、表示部１１ｂに触れる指３０ａの指紋を取得（撮像）し、指紋認証処理を実行することができる。これにより、ユーザーが意識することなく、電子機器１０を持つと同時に認証動作を実行することができる。したがって、ユーザーが電子機器１０を手に取り、画面に目を向けたときにはすでに認証が完了してロック状態が解除されており、すぐに使用できる状態となるため、高い安全性と、高い利便性を兼ね備えた電子機器とすることができる。

【0049】

なお、図１Ａに示す構成では、表示部１１ｂが、左手の指３０ａが触れる位置に設けられているが、これに限られず、右手の指が触れる位置に設けられていてもよい。電子機器の異なる構成については、後に説明する。

【0050】

［画素の構成例］
〔構成例１〕
図１Ｂに、表示部１１ａが有する画素の構成の例を示す。表示部１１ａは、複数の画素２１ａと複数の画素２１ｂとを有する。また、図１Ｃに、表示部１１ｂが有する画素の構成の例を示す。表示部１１ｂは、複数の画素２１ｂを有する。画素２１ｂは、受光素子２３を有する画素である。

【0051】

表示部１１ａでは、画素２１ａと画素２１ｂとが、マトリクス状に配列している。図１Ｂでは、２×２個の画素のうち、３つが画素２１ａであり、１つが画素２１ｂである。表示部１１ａは、この２×２個の画素を一つのユニットとし、当該ユニットがマトリクス状に配置された構成を有する。

【0052】

なお、１つのユニットが有する画素の数は２×２個に限られない。例えばａ×ｂ（ａ、ｂはそれぞれ独立に２以上の整数）個の画素で１つのユニットを構成してもよい。また１つのユニットは、縦方向に配列する画素の数と、横方向に配列する画素の数が異なってもよい。

【0053】

表示部１１ａをタッチパネルとして用いる場合には、表示部１１ａにおける画素２１ｂの縦方向及び横方向の配列間隔（すなわち、１つのユニットの縦方向と横方向の幅）を、それぞれ、２０ｍｍ以下、１０ｍｍ以下、８ｍｍ以下、または６ｍｍ以下であって、画素２１ａまたは画素２１ｂの幅の２倍以上とすることで、感度の高いタッチパネルを実現することができるため好ましい。なお、タッチセンサの駆動回路の構成によっては、画素２１ｂの配列間隔を２０ｍｍより大きく２５ｍｍ以下、または３０ｍｍ以下としてもよい。画素２１ｂの配列間隔を画素２１ａの配列間隔よりも広くすることで、読み出しにかかる時間を短縮できるためタッチパネルの高速駆動が容易となり、滑らかなタッチ操作が可能となる。

【0054】

図１Ｄには、表示部１１ａが有する２×２個の画素を示している。画素２１ａは、表示素子２２Ｒ、表示素子２２Ｇ、及び表示素子２２Ｂを有する。図１Ｄでは、表示素子２２Ｒ、表示素子２２Ｇ、及び表示素子２２Ｂが、一列に配列（ストライプ状に配列ともいう）している。画素２１ｂは、表示素子２２Ｒ、表示素子２２Ｇ、表示素子２２Ｂ、及び受光素子２３を有する。図１Ｄでは、表示素子２２Ｒ、表示素子２２Ｇ、及び表示素子２２Ｂが一列に配列し、受光素子２３がその下側に配置されている。

【0055】

なお以下では、表示素子２２Ｒ、表示素子２２Ｇ、及び表示素子２２Ｂをまとめて表示素子２２と呼ぶ場合がある。

【0056】

図１Ｅには、表示部１１ｂが有する２×２個の画素を示している。ここでは、表示部１１ｂが有する画素２１ｂは、表示部１１ａと同様の構成を有する場合について示している。

【0057】

図１Ｂ乃至図１Ｅの構成は、表示素子２２が、表示部１１ａと表示部１１ｂとで同じ精細度で配置された例である。したがって、表示部１１ａと表示部１１ｂとで、同じ精細度で画像を表示することができる。表示部１１ａは、主表示面として用いることができるため、表示部１１ａは、表示部１１ｂと同じ精細度、または表示部１１ｂよりも高い精細度を有することが好ましい。

【0058】

一方、受光素子２３に着目すると、表示部１１ｂは、表示部１１ａよりも高密度に受光素子２３が配列した構成である。したがって、表示部１１ｂでは、表示部１１ａよりも、高精細な画像を撮像することができる。

【0059】

例えば、表示部１１ｂにおける受光素子２３の精細度（配列密度などともいう）は、表示部１１ｂにおける表示素子２２の精細度と等しい、または、これよりも高いことが好ましい。これにより、極めて高精細な画像を撮像することができるため、指紋認証等のための撮像に適している。

【0060】

表示部１１ｂにおける受光素子２３の精細度は、１００ｐｐｉ以上、好ましくは２００ｐｐｉ以上、より好ましくは３００ｐｐｉ以上、さらに好ましくは４００ｐｐｉ以上であって、２０００ｐｐｉ以下、または１０００ｐｐｉ以下などとすることができる。特に、２００ｐｐｉ以上５００ｐｐｉ以下、好ましくは３００ｐｐｉ以上５００ｐｐｉ以下の精細度で受光素子２３を配置することで、指紋の撮像に好適に用いることができる。受光素子２３の精細度を２０００ｐｐｉよりも高くしてもよいが、精細度が高すぎると撮像処理や、認証処理に係る時間が長くなってしまうため、利便性が損なわれる場合がある。

【0061】

なお、画素の構成はこれに限られず、様々な配置方法を採用することができる。以下では、上記とは異なる画素の構成の例について説明する。

【0062】

〔構成例２〕
図２Ａ及び図２Ｂに、それぞれ表示部１１ａ、表示部１１ｂが有する画素の構成例を示す。表示部１１ａは、画素２１ａと画素２１ｂを有する。表示部１１ｂは、画素２１ｂを有する。

【0063】

画素２１ａにおいて、表示素子２２Ｒと表示素子２２Ｇとが縦方向に交互に配列している。また、表示素子２２Ｂは、表示素子２２Ｒ及び表示素子２２Ｇと横方向に並べて設けられている。図２Ａでは、表示素子２２Ｂの面積が他の表示素子の面積よりも大きい例を示したが、表示素子２２Ｒまたは表示素子２２Ｇと、適宜入れ替えることができる。

【0064】

画素２１ｂは、表示素子２２Ｒ、表示素子２２Ｇ、表示素子２２Ｂ、及び受光素子２３を有する。表示素子２２Ｒと表示素子２２Ｂとが横方向に配列し、その下側に、表示素子２２Ｇと、受光素子２３が、横方向に配列している。なお、表示素子２２Ｒ、表示素子２２Ｇ、表示素子２２Ｂ、及び受光素子２３の位置は、適宜入れ替えることができる。

【0065】

〔構成例３〕
図２Ｃ及び図２Ｄに、それぞれ表示部１１ａ、表示部１１ｂが有する画素の構成例を示す。表示部１１ａは、画素２１ａ１、画素２１ａ２、及び画素２１ｂ１を有する。表示部１１ｂは、画素２１ｂ１及び画素２１ｂ２を有する。

【0066】

画素２１ａ１は、横方向に並べて配置された表示素子２２Ｇと、表示素子２２Ｒと、を有する。画素２１ａ２は、横方向に並べて配置された表示素子２２Ｇと、表示素子２２Ｂと、を有する。ここで、表示素子２２Ｒと表示素子２２Ｂは、それぞれ表示素子２２Ｇよりも面積が大きい。

【0067】

画素２１ｂ１は、表示素子２２Ｇと、表示素子２２Ｒと、受光素子２３と、を有する。表示素子２２Ｒと受光素子２３は、縦方向に並べて配置されている。また、画素２１ｂ２は、表示素子２２Ｇと、表示素子２２Ｂと、受光素子２３と、を有する。表示素子２２Ｇと受光素子２３は、縦方向に並べて配置されている。

【0068】

図２Ｃでは、表示部１１ａが、画素２１ｂ１を有する例を示したが、画素２１ｂ２を有していてもよいし、画素２１ｂ１と画素２１ｂ２とが混在した構成としてもよい。

【0069】

〔構成例４〕
上記では、受光素子２３を有する画素（画素２１ｂ等）は、３つの表示素子に加えて受光素子２３を有する例を示したが、３つの表示素子のうち、いずれか一つと、受光素子２３とを置き換える構成としてもよい。

【0070】

図３Ａ乃至図３Ｃには、それぞれ表示部１１ａに設けることのできる画素の例を示している。

【0071】

図３Ａに示す画素２１ａは、図１Ｄで例示した画素２１ａと同じ構成を有する。図３Ａに示す画素２１ｂは、画素２１ａの３つの表示素子のうち、表示素子２２Ｂに代えて受光素子２３が設けられている。

【0072】

図３Ｂに示す画素２１ａは、図２Ａで例示した画素２１ａと同じ構成を有する。図３Ｂに示す画素２１ｂは、画素２１ａの３つの表示素子のうち、表示素子２２Ｂに代えて受光素子２３が設けられている。

【0073】

図３Ｃに示す画素２１ａ１及び画素２１ａ２は、それぞれ図２Ｃで例示した画素２１ａ１、画素２１ａ２と同じ構成を有する。図３Ｃに示す画素２１ｂは、画素２１ａ１の２つの表示素子のうち、表示素子２２Ｂに代えて受光素子２３が設けられている。

【0074】

図３Ａ乃至図３Ｃに示した構成とすることで、画素２１ｂが有する受光素子２３の面積を大きくできるため、受光感度を向上させることができる。

【0075】

なお、ここで例示した構成では、受光素子２３を有する画素２１ｂは、表示素子２２Ｂを有さないため、画像を表示した場合に、部分的に輝度の情報が欠落する恐れがある。このとき、画素２１ｂの周囲の画素が有する表示素子２２Ｂが、画素２１ｂが表示するべき輝度を補完するように駆動させることが好ましい。これにより、違和感のない画像を表示することができる。

【0076】

〔構成例５〕
表示部１１ａが主画面として機能するのに対し、表示部１１ｂは副画面として機能するため、必ずしもフルカラーの表示が必要ではない場合がある。また、表示部１１ｂが、指紋等を撮像する機能に特化し、画像を表示させないといった使用方法を適用することもできる。この場合、表示部１１ｂが有する画素は、受光素子と、光源として機能する、一以上の表示素子を有する構成とすることができる。

【0077】

図４Ａは、表示部１１ｂに適用することのできる画素の構成を示す。

【0078】

図４Ａでは、４×４個の画素２４を示している。画素２４は、１つの表示素子２２Ｇと、１つの受光素子２３とを有する。このような構成とすることで、受光素子２３の面積を大きくでき、感度を高めることができる。

【0079】

図４Ｂは、図４Ａとは異なる画素の構成例である。図４Ｂでは、２×２個のユニット２５を示している。１つのユニット２５は、１つの表示素子２２Ｇと、４つの受光素子２３を有している。表示素子２２Ｇはユニット２５の中心に設けられ、受光素子２３はユニット２５の四隅に１つずつ設けられている。ここで、１つの受光素子２３と、１／４個の表示素子２２Ｇとで、１つの画素２４を構成しているともいうことができる。

【0080】

図４Ｂに示す構成は、受光素子２３の精細度（配列密度）が、表示素子２２Ｇの配列密度の２倍となっている。このような構成とすることで、極めて高精細な画像を撮像することができる。

【0081】

また、図４Ｂでは、４つの受光素子２３が隣接して設けられ、且つ、受光素子２３と表示素子２２Ｇとが、離れて設けられている。このような構成は特に、表示素子２２Ｇに有機ＥＬ素子を用い、受光素子２３に有機フォトダイオードを用いた場合に適している。例えば、受光素子２３を構成する層を、蒸着法やインクジェット法などで形成する場合に、隣接する４つの受光素子２３の領域を覆うように、形成することができる。また、表示素子２２Ｇを構成する層と、受光素子２３を構成する層とを、メタルマスクを用いた蒸着法や、インクジェット法等により作り分ける場合に、表示素子２２Ｇと受光素子２３とが離れているほど、作製歩留まりを高めることができる。

【0082】

図５Ａ及び図５Ｂには、図４Ｂに比べてさらに作製歩留まりを高められる構成を示している。

【0083】

図５Ａに示す構成は、表示素子２２Ｇ及び受光素子２３を、それぞれ図４Ｂの構成に対して４５度回転させた構成を有する。このような構成とすることで、表示素子２２Ｇと受光素子２３との距離をより大きくできる。

【0084】

図５Ｂに示す構成は、図４Ｂに示す表示素子２２Ｇを４５度回転させ、さらに、隣接する４つの受光素子２３を、相対位置は変えずに４５度回転させた構成を有する。図５Ｂに示す構成は、８つの受光素子２３が、１つの表示素子２２Ｇと等間隔になるように配置された構成である。このような構成とすることで、図４Ｂ及び図５Ａよりも、表示素子２２Ｇと受光素子２３との距離を大きくできる。

【0085】

［電子機器の構成例２］
以下では、上記とは異なる電子機器の構成例について説明する。

【0086】

〔構成例２－１〕
図６Ａに、電子機器１０ａの構成例を示す。電子機器１０ａは、一対の表示部１１ｂを有する点、及び筐体１２の形状が異なる点で、図１Ａで例示した電子機器１０と主に相違している。

【0087】

筐体１２は、長手方向に沿った２つの側面が、曲面形状を有する。一対の表示部１１ｂは、筐体１２の側面が有する曲面に沿って設けられている。また一対の表示部１１ｂは、表示部１１ａを挟んで、左右対称に設けられている。

【0088】

このような構成とすることで、電子機器１０ｂを把持する手が右手の場合と、左手の場合のいずれにも対応することができる。

【0089】

〔構成例２－２〕
図６Ｂに、電子機器１０ｂの構成例を示す。電子機器１０ｂは、筐体１２の上面側に画面が設けられた構成である。

【0090】

また、図６Ｂでは、電子機器１０ｂがカメラ１５、光源１６、物理ボタン１７及び物理ボタン１８を有する例を示している。

【0091】

表示部１１ａと表示部１１ｂは、これらを囲う筐体１２の枠部の内側に設けられている。また、表示部１１ｂは、筐体１２の枠部の内輪郭のうち、下側の一部に接して設けられている。また、表示部１１ｂは、表示部１１ａよりも面積が小さい。

【0092】

このような構成とすることで、主表示面として機能する表示部１１ａの面積を大きくでき、視認性、一覧性、及び利便性を高めることができる。また、指紋を撮像可能な表示部１１ｂを、画面の下側に配置することで、表示部１１ｂの表示素子の精細度を低くした場合であっても、違和感のない表示を行うことができる。

【0093】

〔構成例２－３〕
図７Ａ及び図７Ｂに、タブレット型の電子機器１０ｃの構成例を示している。

【0094】

電子機器１０ｃが有する筐体１２は、表示部１１ａ及び表示部１１ｂを囲う枠部を有する。枠部は、内輪郭が、角の丸い四辺形形状を有している。電子機器１０ｃには、当該枠部の内輪郭に沿って、４つの表示部１１ｂが設けられている。各表示部１１ｂは、枠部の内輪郭の角部に設けられている。言い換えると、各表示部１１ｂは、枠部の内輪郭の隣接する２辺に接して設けられている。

【0095】

図７Ａは、電子機器１０ｃの筐体１２の長辺が概略水平になるように（横向きともいう）して使用している場合の例である。また、図７Ｂは、電子機器１０ｃの筐体１２の短辺が概略水平になるように（縦向きともいう）して使用している場合の例である。このとき、電子機器１０ｃを把持している手（ここでは左手）の指３０ａが、４つの表示部１１ｂのいずれかに触れることで、指紋を撮像することができる。このように、筐体１２の枠部内の４隅に表示部１１ｂを配置することで、電子機器１０ｃを回転した場合であっても、また、左右どちらの手で電子機器１０ｃを把持した場合であっても、確実に指紋の撮像を行うことができる。

【0096】

図８Ａには、電子機器１０ｄの構成例を示している。図８Ａに示すように、筐体１２の枠部内に、表示部１１ｂを２つ配置する構成としてもよい。このとき、筐体１２の枠部の内輪郭における、一方の短辺の両端に位置する２つの角部に、それぞれ表示部１１ｂを配置することが好ましい。これにより、電子機器１０ｄを横向きで使用する場合と、縦向きで使用する場合のいずれであっても、表示部１１ｂで指紋の撮像を実行することができる。

【0097】

なお、図８Ａでは、左手で電子機器１０ｄを把持している例を示しているが、右手で把持する場合には、電子機器１０ｄを１８０度回転させればよい。

【0098】

図８Ｂには、電子機器１０ｅの構成例を示している。電子機器１０ｅは、筐体１２の枠部の内輪郭における、短辺に沿った一部の領域に、１つの表示部１１ｂが設けられている。このような構成とすることで、上記電子機器１０ｄと同様に、電子機器１０ｅを横向きで使用する場合と、縦向きで使用する場合のいずれであっても、表示部１１ｂで指紋の撮像を実行することができる。

【0099】

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

【0100】

（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成例について、図面を参照して説明する。以下で例示する表示装置は、実施の形態１で例示した電子機器の第１の表示部及び第２の表示部に適用することができる。

【0101】

以下で例示する表示装置は、発光素子と、受光素子を備える。表示装置は、画像を表示する機能と、被検出体からの反射光を用いて位置検出を行う機能と、被検出体からの反射光を用いて指紋等の撮像を行う機能と、を有する。以下で例示する表示装置は、タッチパネルとしての機能と、指紋センサとしての機能と、を有するともいうことができる。

【0102】

本発明の一態様の表示装置は、第１の光を呈する発光素子（発光デバイス）と、当該第１の光を受光する受光素子（受光デバイス）とを有する。受光素子は、光電変換素子であることが好ましい。第１の光としては、可視光、または赤外光を用いることができる。第１の光として赤外光を用いる場合には、第１の光を呈する発光素子のほかに、可視光を呈する発光素子を有する構成とすることができる。

【0103】

また、表示装置は、一対の基板（第１の基板と第２の基板ともいう）を有する。発光素子及び受光素子は、第１の基板と第２の基板との間に配置される。第１の基板は、表示面側に位置し、第２の基板は、表示面側とは反対側に位置する。

【0104】

発光素子から発せられた可視光は、第１の基板を介して外部に射出される。表示装置が、マトリクス状に配列した複数の当該発光素子を有することで、画像を表示することができる。

【0105】

また、発光素子から発せられた第１の光は、第１の基板の表面に到達する。ここで、第１の基板の表面に物体が触れると、第１の基板と物体の界面で第１の光が散乱され、その散乱光の一部が、受光素子に入射する。受光素子は第１の光を受光すると、その強度に応じた電気信号に変換して出力することができる。表示装置が、マトリクス状に配列した複数の受光素子を有することで、第１の基板に触れる物体の位置情報、形状などを検出することができる。すなわち、表示装置は、イメージセンサパネル、タッチセンサパネルなどとして機能させることができる。

【0106】

なお、物体が第１の基板の表面に触れない場合であっても、第１の基板を透過した第１の光が物体表面で反射または散乱され、その反射光または散乱光が、第１の基板を介して受光素子に入射する。そのため、表示装置は、非接触型のタッチセンサパネル（ニアタッチパネルともいう）として用いることもできる。

【0107】

第１の光として可視光を用いる場合には、画像の表示に用いた第１の光を、タッチセンサの光源として用いることができる。このとき、発光素子が表示素子としての機能と、光源としての機能とを兼ねるため、表示装置の構成を簡略化できる。一方、第１の光として赤外光を用いる場合には、使用者に視認されないため、表示画像に対する視認性を低下させることなく、受光素子による撮像またはセンシングを行うことができる。

【0108】

第１の光として赤外光を用いる場合には、赤外光、好ましくは近赤外光を含むことが好ましい。特に、波長７００ｎｍ以上２５００ｎｍ以下の範囲に一以上のピークを有する近赤外光を好適に用いることができる。特に、波長７５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲に一以上のピークを有する光を用いることで、受光素子の活性層に用いる材料の選択の幅が広がるため好ましい。

【0109】

表示装置の表面に、指先が触れることで、指紋の形状を撮像することができる。指紋は凹部と凸部があり、指が第１の基板に触れると、第１の基板表面に触れる指紋の凸部では第１の光が散乱されやすい。そのため、指紋の凸部と重畳する受光素子に入射する散乱光の強度は大きく、凹部と重畳する受光素子に入射する散乱光の強度は小さくなる。これにより、指紋を撮像することができる。本発明の一態様の表示装置を有するデバイスは、撮像された指紋の画像を利用して、生体認証のひとつである指紋認証を行うことができる。

【0110】

また、表示装置は、指や手などの血管、特に静脈を撮像することもできる。例えば、波長７６０ｎｍ及びその近傍の光は、静脈中の還元ヘモグロビンに吸収されないため、手のひらや指などからの反射光を受光素子で受光して画像化することで、静脈の位置を検出することができる。本発明の一態様の表示装置を有するデバイスは、撮像された静脈の画像を利用して、生体認証のひとつである静脈認証を行うことができる。

【0111】

また、本発明の一態様の表示装置を有するデバイスは、タッチセンシングと、指紋認証と、静脈認証とを同時に行うこともできる。これにより、部品点数を増やすことなく、低コストで、セキュリティレベルの高い生体認証を実行できる。

【0112】

受光素子は、可視光と赤外光の両方を受光可能な素子であることが好ましい。このとき、発光素子として、赤外光を発する発光素子と、可視光を発する発光素子の両方を有する構成とすることが好ましい。これにより、可視光を用いてユーザーの指で反射した反射光を受光素子で受光することにより、指紋の形状を撮像することができる。さらに、赤外光を用いて静脈の形状を撮像することができる。これにより、指紋認証と静脈認証の両方を、一つの表示装置で実行することが可能となる。また、指紋の撮像と、静脈の撮像は、それぞれ異なるタイミングで実行してもよいし、同時に実行してもよい。指紋の撮像と、静脈の撮像とを同時に行うことで、指紋の形状の情報と、静脈の形状の情報の両方が含まれる画像データを取得することが可能となり、より精度の高い生体認証を実現できる。

【0113】

また、本発明の一態様の表示装置は、ユーザーの健康状態を検出する機能を有していてもよい。例えば、血中の酸素飽和度の変化に応じて、可視光及び赤外光に対する反射率及び透過率が変化することを利用し、当該酸素飽和度の時間変調を取得することにより、心拍数を測定することが可能となる。また、真皮中のグルコース濃度や、血液中の中性脂肪濃度なども、赤外光または可視光により測定することもできる。本発明の一態様の表示装置を有するデバイスは、ユーザーの健康状態の指標となる情報を取得することのできる、ヘルスケア機器として用いることができる。

【0114】

また、第１の基板は、発光素子を封止するための封止基板、または保護フィルムなどを用いることができる。また、第１の基板と第２の基板との間に、これらを接着する樹脂層を有していてもよい。

【0115】

ここで、発光素子には、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ－ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などのＥＬ素子を用いることが好ましい。ＥＬ素子が有する発光物質としては、蛍光を発する物質（蛍光材料）、燐光を発する物質（燐光材料）、無機化合物（量子ドット材料など）、熱活性化遅延蛍光を示す物質（熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｄｅｌａｙｅｄ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料）などが挙げられる。また、発光素子として、マイクロＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などのＬＥＤを用いることもできる。

【0116】

受光素子としては、例えば、ｐｎ型またはｐｉｎ型のフォトダイオードを用いることができる。受光素子は、受光素子に入射する光を検出し電荷を発生させる光電変換素子として機能する。光電変換素子は、入射する光量に応じて、発生する電荷量が決まる。特に、受光素子として、有機化合物を含む層を有する有機フォトダイオードを用いることが好ましい。有機フォトダイオードは、薄型化、軽量化、及び大面積化が容易であり、また、形状及びデザインの自由度が高いため、様々な表示装置に適用できる。

【0117】

発光素子は、例えば一対の電極間に発光層を備える積層構造とすることができる。また、受光素子は、一対の電極間に活性層を備える積層構造とすることができる。受光素子の活性層には、半導体材料を用いることができる。例えば、シリコンなどの無機半導体材料を用いることができる。

【0118】

また、受光素子の活性層に、有機化合物を用いることが好ましい。このとき、発光素子と受光素子の一方の電極（画素電極ともいう）を、同一面上に設けることが好ましい。さらに、発光素子と受光素子の他方の電極を、連続した一の導電層により形成される電極（共通電極ともいう）とすることがより好ましい。さらに、発光素子と受光素子とが、共通層を有することがより好ましい。これにより、発光素子と受光素子とを作製する際の作製工程を簡略化でき、製造コストを低減すること、及び、製造歩留りを向上させることができる。

【0119】

以下では、より具体的な例について、図面を参照して説明する。

【0120】

［表示装置の構成例１］
〔構成例１－１〕
図９Ａに、表示装置５０の模式図を示す。表示装置５０は、基板５１、基板５２、受光素子５３、発光素子５７Ｒ、発光素子５７Ｇ、発光素子５７Ｂ、機能層５５等を有する。

【0121】

発光素子５７Ｒ、発光素子５７Ｇ、発光素子５７Ｂ、及び受光素子５３は、基板５１と基板５２の間に設けられている。

【0122】

発光素子５７Ｒ、発光素子５７Ｇ、発光素子５７Ｂは、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、または青色（Ｂ）の光を発する。

【0123】

表示装置５０は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。１つの画素は、１つ以上の副画素を有する。１つの副画素は、１つの発光素子を有する。例えば、画素には、副画素を３つ有する構成（Ｒ、Ｇ、Ｂの３色、または、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の３色など）、または、副画素を４つ有する構成（Ｒ、Ｇ、Ｂ、白色（Ｗ）の４色、または、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの４色など）を適用できる。さらに、画素は、受光素子５３を有する。受光素子５３は、全ての画素に設けられていてもよく、一部の画素に設けられていてもよい。また、１つの画素が複数の受光素子５３を有していてもよい。

【0124】

図９Ａには、基板５２の表面に指６０が触れる様子を示している。発光素子５７Ｇが発する光の一部は、基板５２と指６０との接触部で反射または散乱される。そして、反射光または散乱光の一部が、受光素子５３に入射することにより、指６０が基板５２に接触したことを検出することができる。すなわち、表示装置５０はタッチパネルとして機能することができる。

【0125】

機能層５５は、発光素子５７Ｒ、発光素子５７Ｇ、発光素子５７Ｂを駆動する回路、及び、受光素子５３を駆動する回路を有する。機能層５５には、スイッチ、トランジスタ、容量、配線などが設けられる。なお、発光素子５７Ｒ、発光素子５７Ｇ、発光素子５７Ｂ、及び受光素子５３をパッシブマトリクス方式で駆動させる場合には、スイッチやトランジスタを設けない構成としてもよい。

【0126】

表示装置５０は、指６０の指紋を検出する機能を有していてもよい。図９Ｂには、基板５２に指６０が触れている状態における接触部の拡大図を模式的に示している。また、図９Ｂには、交互に配列した発光素子５７と受光素子５３を示している。

【0127】

指６０は凹部及び凸部により指紋が形成されている。そのため、図９Ｂに示すように指紋の凸部が、基板５２に触れ、これらの接触面において、散乱光（破線矢印で示す）が生じる。

【0128】

図９Ｂに示すように、指６０と基板５２の接触面で散乱される散乱光の強度分布は、概ね接触面に垂直な向きの強度が最も高く、これよりも斜め方向に角度が大きくなるほど低い強度分布となる。したがって、接触面の直下に位置する（接触面と重なる）受光素子５３が受光する光の強度が最も高くなる。また、散乱光のうち、散乱角が所定の角度以上の光は、基板５２の他方の面（接触面とは反対側の面）で全反射し、受光素子５３側には透過しなくなる。そのため、明瞭な指紋形状を撮像することができる。

【0129】

受光素子５３の配列間隔は、指紋の２つの凸部間の距離、好ましくは隣接する凹部と凸部間の距離よりも小さい間隔とすることで、鮮明な指紋の画像を取得することができる。人の指紋の凹部と凸部の間隔は概ね２００μｍであることから、例えば受光素子５３の配列間隔は、４００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以下であって、１μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上とする。

【0130】

表示装置５０で撮像した指紋の画像の例を図９Ｃに示す。図９Ｃには、撮像範囲６３内に、指６０の輪郭を破線で、接触部６１の輪郭を一点鎖線で示している。接触部６１内において、受光素子５３に入射する光量の違いによって、コントラストの高い指紋６２を撮像することができる。

【0131】

表示装置５０は、タッチパネルや、ペンタブレットとしても機能させることができる。図９Ｄには、スタイラス６５の先端を基板５２に接触させた状態で、破線矢印の方向に滑らせている様子を示している。

【0132】

図９Ｄに示すように、スタイラス６５の先端と、基板５２の接触面で散乱される散乱光が、当該接触面と重なる部分に位置する受光素子５３に入射することで、スタイラス６５の先端の位置を高精度に検出することができる。

【0133】

図９Ｅには、表示装置５０で検出したスタイラス６５の軌跡６６の例を示している。表示装置５０は、高い位置精度でスタイラス６５等の被検出体の位置検出が可能であるため、描画アプリケーション等において、高精細な描画を行うことも可能である。また、静電容量式のタッチセンサや、電磁誘導型のタッチペン等を用いた場合とは異なり、絶縁性の高い被検出体であっても位置検出が可能であるため、スタイラス６５の先端部の材料は問われず、様々な筆記用具（例えば筆、ガラスペン、羽ペンなど）を用いることもできる。

【0134】

〔構成例１－２〕
以下では、可視光を呈する発光素子と、赤外光を呈する発光素子と、受光素子と、を備える構成の例について説明する。

【0135】

図１０Ａに示す表示装置５０ａは、図９Ａで例示した表示装置５０に加えて、導光板５９、及び発光素子５４を有する。

【0136】

導光板５９は、基板５２上に設けられている。導光板５９としては、可視光及び赤外光に対して高い透光性を有する材料を用いることが好ましい。例えば波長６００ｎｍの光、及び波長８００ｎｍの光に対する透過率が、共に８０％以上、好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９５％以上であって、１００％以下である材料を用いることができる。

【0137】

また、導光板５９は、発光素子５４が発する光に対して屈折率の高い材料を用いることが好ましい。例えば、波長８００ｎｍの光に対する屈折率が、１．２以上２．５以下、好ましくは１．３以上２．０以下、より好ましくは、１．４以上１．８以下の材料を用いることができる。

【0138】

また、導光板５９と基板５２とが接して設けられる、またはこれらが樹脂層等で接着されることが好ましい。このとき、導光板５９と接する基板５２または樹脂層は、少なくとも導光板５９に接する部分が、導光板５９よりも８００ｎｍ乃至１０００ｎｍの波長範囲の光に対する屈折率が低いことが好ましい。

【0139】

発光素子５４は、導光板５９の側面近傍に設けられる。発光素子５４は、導光板５９の側面に赤外光ＩＲを発することができる。発光素子５４としては、上述した波長の光を含む赤外光を発することのできる発光素子を用いることができる。発光素子５４としては、ＯＬＥＤ、ＱＬＥＤなどのＥＬ素子、またはＬＥＤを用いることができる。発光素子５４は、導光板５９の側面に沿って複数設けられていてもよい。

【0140】

以下では、表示装置５０ａを用いて、ユーザーの指紋と血管の両方を撮像する場合の例について説明する。表示装置５０ａは、可視光を用いて指紋の撮像を行うモードと、赤外光を用いて血管の撮像を行うモードと、可視光及び赤外光の両方を用いて、指紋と血管の両方を一つの画像として撮像するモードと、を実行することができる。

【0141】

図１０Ａは、可視光を用いて指紋の撮像を行っている様子を示している。ここでは、発光素子５４を発光させず、発光素子５７Ｇを発光させる。発光素子５７Ｇが発する緑色の光Ｇは、指６０の表面に照射され、その一部が反射または散乱される。そして、散乱光Ｇ（ｒ）の一部が、受光素子５３に入射する。受光素子５３は、マトリクス状に配置されているため、各受光素子５３で検出した散乱光Ｇ（ｒ）の強度をマッピングすることにより、指６０の指紋の画像を取得することができる。

【0142】

図１０Ｂは、赤外光を用いて血管の撮像を行っている様子を示している。ここでは、発光素子５７Ｒ、発光素子５７Ｇ、及び発光素子５７Ｂを発光させず、発光素子５４を発光させる。導光板５９の内部を拡散する赤外光ＩＲの一部は、導光板５９と指６０との接触部から指６０の内部にまで透過する。そして赤外光ＩＲの一部は、指６０の内部に位置する血管６７によって反射または散乱され、散乱光ＩＲ（ｒ）が受光素子５３に入射する。受光素子５３で検出した散乱光ＩＲ（ｒ）の強度を上記と同様にマッピングすることで、血管６７の画像を取得することができる。

【0143】

図１０Ｃは、可視光を用いた撮像と、赤外光を用いた撮像とを同時に行っている様子を示している。受光素子５３には、散乱光Ｇ（ｒ）と、散乱光ＩＲ（ｒ）とが入射する。受光素子５３で取得した２つの散乱光の強度を区別することなく、上記と同様にマッピングすることで、指紋の形状と、血管６７の形状を反映した画像を取得することができる。

【0144】

ここで、血管６７としては、静脈と、動脈とがある。指６０の内部の静脈の画像を取得することで、当該画像を静脈認証に用いることができる。

【0145】

また、指６０の内部にある動脈（細動脈）は、血中酸素飽和度の変動に応じて、赤外光または可視光に対する反射率が変化する。この変化を経時的に取得する、すなわち、血中酸素飽和度の時間変調を取得することにより、脈波の情報を取得することができる。これにより、ユーザーの心拍数を測定することができる。なお、ここでは赤外光ＩＲによって脈波の情報を取得する例を示したが、可視光を用いて測定することもできる。

【0146】

また、指６０の内部及び血管６７を撮像することで得られる情報としては、血中の酸素飽和度のほかに、血中の中性脂肪濃度や、血中または真皮中のグルコース濃度などがある。グルコース濃度から、血糖値を推定することができる。このような情報は、ユーザーの健康状態の指標となるため、一日に一回以上の頻度で測定することで、日常の健康状態の変化をモニタすることができる。本発明の一態様の表示装置を有する電子機器は、指紋認証や静脈認証を実行する際に、同時に生体情報を取得することが可能なため、ユーザーを煩わせることなく、無意識に健康管理を行うことができる。

【0147】

なお、上記では、可視光の光源として、緑色の光を発する発光素子５７Ｇを用いたが、これに限られず、発光素子５７Ｒまたは発光素子５７Ｂを用いてもよいし、３つの発光素子のうち２つ以上を用いてもよい。特に視感度の低い青色の発光を光源として用いることで、タッチセンシングや指紋の撮像を実行する際に、画像の視認性が低下してしまうことを抑制することができる。

【0148】

また、発光素子５４として、一種類の発光素子を用いるだけではなく、それぞれ異なる波長の赤外光を発する複数の発光素子を用いてもよいし、連続波長の赤外光を発する発光素子を用いてもよい。指紋認証、静脈認証、または生体情報の取得に用いる光源は、その用途に応じて、適した波長の光を発する光源を選択して用いることができる。

【0149】

〔構成例１－３〕
本発明の一態様の表示装置が有する基板に、可撓性を有する材料を用いることで、湾曲させることのできる表示装置とすることができる。このような構成とすることで、表示装置の一部を曲面に沿って設けることができる。

【0150】

図１１Ａに、表示装置５０ｂの構成例を示す。図１１Ａでは、図面が煩雑となるのを避けるため、表示装置５０ｂとして、基板５１、基板５２、受光素子５３、及び発光素子５７を示している。

【0151】

表示装置５０ｂは、湾曲部４０を有している。湾曲部４０において、表示装置５０ｂは、その端部が、１８０度湾曲した形状を有する。

【0152】

また、図１１Ａでは、基板５１が支持体５６ａに支持されている例を示している。支持体５６ａとしては、表示装置５０ｂを組み込む電子機器の筐体の一部を適用することができる。基板５１を支持体５６ａで支持することで、機械的な強度を高めることができる。特に、基板５１として可撓性の基板を用いたときには、このように支持体５６ａで基板５１を支持することが好適である。

【0153】

基板５１及び基板５２は、可撓性を有する材料を用いることができる。例えば、基板５１及び基板５２として、有機樹脂などを含む材料を用いることが好ましい。また、基板５１及び基板５２に、可撓性を有する程度に薄いガラス基板などの無機絶縁基板を用いることが好ましい。

【0154】

表示装置５０ｂの、湾曲部４０以外の部分は、主表示面として機能する第１の表示部と呼ぶことができる。また、湾曲部４０は、副表示面として機能する第２の表示部と呼ぶことができる。

【0155】

ここで、湾曲部４０（すなわち第２の表示部）に設けられる受光素子５３は、第１の表示部よりも高密度に設けられていることが好ましい。また、第２の表示部は、第１の表示部よりも面積が小さいことが好ましい。

【0156】

湾曲部４０において、発光素子５７によって、曲面に沿って画像を表示することができる。また、湾曲部４０に設けられた受光素子５３によって、湾曲部４０に触れる被検出体から反射された光などを受光することができる。

【0157】

なお、図１１Ａでは、湾曲部４０において、表示装置５０ｂが１８０度湾曲した例を示したが、これに限られない。例えば、３０度以上１８０度以下、好ましくは６０度以上１８０度以下、より好ましくは９０度以上１８０度以下の角度で湾曲する構成とすることができる。

【0158】

図１１Ｂに示す表示装置５０ｃは、表示面側に位置する支持体５６ｂに支持されている点で、主に上記表示装置５０ｂと相違している。

【0159】

支持体５６ｂは、表示装置５０ｃの表示面を保護する保護部材として機能する。支持体５６ｂは、表示装置５０ｃの表示面側に位置するため、可視光、または可視光及び赤外光に対して透光性を有することが好ましい。また、支持体５６ｂは、タッチセンサとしての機能を有していてもよい。また、支持体５６ｂは、偏光板（直線偏光板、円偏光板等を含む）、散乱板、拡散板、反射防止部材などとしての機能を有していてもよい。

【0160】

表示装置５０ｃは、基板５２に代えて接着層７１を有する。接着層７１により、基板５１と支持体５６ｂとが貼り合わされている。接着層７１としては、可視光または可視光及び赤外光に対して透光性を有する有機樹脂などを好適に用いることができる。

【0161】

図１１Ｃに示す表示装置５０ｄは、一対の湾曲部４０ａと湾曲部４０ｂとを有する。表示装置５０ｄは、第１の表示部に位置する部分を挟んで、第２の表示部に位置する一対の湾曲した部分を有する。

【0162】

このような構成とすることで、表示装置５０ｄの両端を、主表示面とは反対側に折り返すことができるため、表示装置５０ｄを適用した電子機器における額縁を実質的になくすことができる。これにより、意匠性及び利便性に優れた電子機器を実現できる。

【0163】

表示装置５０ｄは、表示面側とは反対側に支持体５６ａが設けられている。また、図１１Ｄに示す表示装置５０ｅのように、表示面側に支持体５６ｂが設けられた構成としてもよい。表示装置５０ｅは、接着層７１により、支持体５６ｂに貼りつけられている。

【0164】

図１２Ａに示す表示装置５０ｆは、第２の表示部として機能する湾曲部４０ｃが、平坦面を有する場合の例である。表示装置５０ｆは、第１の表示部に位置する部分と、第２の表示部として機能する湾曲部４０ｃに位置する部分と、を有する。湾曲部４０ｃに位置する表示装置５０ｆの平坦部は、一対の湾曲部に挟まれるように設けられている。すなわち、表示装置５０ｆの第１の表示部に位置する部分と、湾曲部４０ｃに位置する平坦部との間には湾曲部が設けられている。

【0165】

図１２Ａに示す表示装置５０ｆは、主表示面として機能する第１の表示部と、第１の表示部に対して傾斜した第２の表示部を有する、ともいうことができる。そして、第１の表示部と第２の表示部とは、それぞれ法線方向が異なるともいうことができる。このように、湾曲部４０ｃの一部に、平坦部を有する構成とすることで、湾曲部４０ｃに指を触れたときの接触面積を大きくできるため、より精度の高い認証を行うことができる。

【0166】

ここで、表示装置５０ｆの、第１の表示部に位置する表面と、湾曲部４０ｃに位置する平坦部の表面との成す角（角度θ１）は、０度より大きく９０度以下であることが好ましい。具体的には、１５度以上９０度以下、好ましくは、２０度以上９０度未満、より好ましくは、２５度以上９０度以下とすることができる。代表的には、角度θ１を、３０度、４５度、６０度、または７５度等とすることができる。

【0167】

また、表示装置５０ｆの、湾曲部４０ｃに位置する平坦部の表面と、端部近傍の平坦部の表面との成す角（角度θ２）は、１８０度から上記角度θ１を差し引いた角度であることが好ましい。

【0168】

ここで、第２の表示部は、第１の表示部よりも面積が小さいことが好ましい。

【0169】

図１２Ａでは、表示装置５０ｆの表示面側とは反対側に支持体５６ａを設ける例を示したが、図１２Ｂに示す表示装置５０ｇのように、表示面側に支持体５６ｂが設けられた構成としてもよい。表示装置５０ｇは、接着層７１により支持体５６ｂに貼りつけられている。

【0170】

また、図１２Ｃに示す表示装置５０ｈ、及び図１２Ｄに示す表示装置５０ｋのように、一対の湾曲部４０ｃと湾曲部４０ｄを有する構成としてもよい。このような構成とすることで、表示装置５０ｈまたは表示装置５０ｋの両端部を、主表示面とは反対側に折り返すことができるため、表示装置５０ｈまたは表示装置５０ｋを適用した電子機器における額縁を実質的になくすことができる。これにより、意匠性及び利便性に優れた電子機器を実現できる。

【0171】

以上が表示装置の構成例１についての説明である。

【0172】

［表示装置の構成例２］
〔構成例２－１〕
図１３Ａに、表示装置１００Ａの断面概略図を示す。

【0173】

表示装置１００Ａは、受光素子１１０及び発光素子１９０を有する。受光素子１１０は、画素電極１１１、共通層１１２、活性層１１３、共通層１１４、及び共通電極１１５を有する。発光素子１９０は、画素電極１９１、共通層１１２、発光層１９３、共通層１１４、及び共通電極１１５を有する。

【0174】

画素電極１１１、画素電極１９１、共通層１１２、活性層１１３、発光層１９３、共通層１１４、及び共通電極１１５は、それぞれ、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。

【0175】

画素電極１１１及び画素電極１９１は、絶縁層２１４上に位置する。画素電極１１１と画素電極１９１は、同一の材料及び同一の工程で形成することができる。

【0176】

共通層１１２は、画素電極１１１上及び画素電極１９１上に位置する。共通層１１２は、受光素子１１０と発光素子１９０に共通で用いられる層である。

【0177】

活性層１１３は、共通層１１２を介して、画素電極１１１と重なる。発光層１９３は、共通層１１２を介して、画素電極１９１と重なる。活性層１１３は、第１の有機化合物を有し、発光層１９３は、第１の有機化合物とは異なる第２の有機化合物を有する。

【0178】

共通層１１４は、共通層１１２上、活性層１１３上、及び発光層１９３上に位置する。共通層１１４は、受光素子１１０と発光素子１９０に共通で用いられる層である。

【0179】

共通電極１１５は、共通層１１２、活性層１１３、及び共通層１１４を介して、画素電極１１１と重なる部分を有する。また、共通電極１１５は、共通層１１２、発光層１９３、及び共通層１１４を介して、画素電極１９１と重なる部分を有する。共通電極１１５は、受光素子１１０と発光素子１９０に共通で用いられる層である。

【0180】

本実施の形態の表示装置では、受光素子１１０の活性層１１３に有機化合物を用いる。受光素子１１０は、活性層１１３以外の層を、発光素子１９０（ＥＬ素子）と共通の構成にすることができる。そのため、発光素子１９０の作製工程に、活性層１１３を成膜する工程を追加するのみで、発光素子１９０の形成と並行して受光素子１１０を形成することができる。また、発光素子１９０と受光素子１１０とを同一基板上に形成することができる。したがって、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置に受光素子１１０を内蔵することができる。

【0181】

表示装置１００Ａでは、受光素子１１０の活性層１１３と、発光素子１９０の発光層１９３と、を作り分ける以外は、受光素子１１０と発光素子１９０が共通の構成である例を示す。ただし、受光素子１１０と発光素子１９０の構成はこれに限定されない。受光素子１１０と発光素子１９０は、活性層１１３と発光層１９３のほかにも、互いに作り分ける層を有していてもよい（後述の表示装置１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ参照）。受光素子１１０と発光素子１９０は、共通で用いられる層（共通層）を１層以上有することが好ましい。これにより、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置に受光素子１１０を内蔵することができる。

【0182】

表示装置１００Ａは、一対の基板（基板１５１及び基板１５２）間に、受光素子１１０、発光素子１９０、トランジスタ１３１、及びトランジスタ１３２等を有する。

【0183】

受光素子１１０において、それぞれ画素電極１１１及び共通電極１１５の間に位置する共通層１１２、活性層１１３、及び共通層１１４は、有機層（有機化合物を含む層）ということもできる。画素電極１１１は可視光を反射する機能を有することが好ましい。画素電極１１１の端部は隔壁２１６によって覆われている。共通電極１１５は可視光を透過する機能を有する。

【0184】

受光素子１１０は、光を検出する機能を有する。具体的には、受光素子１１０は、基板１５２を介して外部から入射する光１２２を受光し、電気信号に変換する、光電変換素子である。

【0185】

基板１５２の基板１５１側の面には、遮光層ＢＭが設けられている。遮光層ＢＭは、受光素子１１０と重なる位置及び発光素子１９０と重なる位置に開口を有する。遮光層ＢＭを設けることで、受光素子１１０が光を検出する範囲を制御することができる。

【0186】

遮光層ＢＭとしては、発光素子からの発光を遮る材料を用いることができる。遮光層ＢＭは、可視光を吸収することが好ましい。遮光層ＢＭとして、例えば、金属材料、又は、顔料（カーボンブラックなど）もしくは染料を含む樹脂材料等を用いてブラックマトリクスを形成することができる。遮光層ＢＭは、赤色のカラーフィルタ、緑色のカラーフィルタ、及び青色のカラーフィルタの積層構造であってもよい。

【0187】

ここで、発光素子１９０の発光の一部が、表示装置１００Ａ内で反射され、受光素子１１０に入射されてしまう場合がある。遮光層ＢＭは、このような迷光の影響を抑制することができる。例えば、遮光層ＢＭが設けられていない場合、発光素子１９０が発した光１２３ａは、基板１５２で反射され、反射光１２３ｂが受光素子１１０に入射することがある。遮光層ＢＭを設けることで、反射光１２３ｂが受光素子１１０に入射することを抑制できる。これにより、ノイズを低減し、受光素子１１０を用いたセンサの感度を高めることができる。

【0188】

発光素子１９０において、それぞれ画素電極１９１及び共通電極１１５の間に位置する共通層１１２、発光層１９３、及び共通層１１４は、ＥＬ層ということもできる。画素電極１９１は可視光を反射する機能を有することが好ましい。画素電極１９１の端部は隔壁２１６によって覆われている。画素電極１１１と画素電極１９１とは隔壁２１６によって互いに電気的に絶縁されている。共通電極１１５は可視光を透過する機能を有する。

【0189】

発光素子１９０は、可視光を発する機能を有する。具体的には、発光素子１９０は、画素電極１９１と共通電極１１５との間に電圧を印加することで、基板１５２側に光１２１を射出する電界発光素子である。

【0190】

発光層１９３は、受光素子１１０の受光領域と重ならないように形成されることが好ましい。これにより、発光層１９３が光１２２を吸収することを抑制でき、受光素子１１０に照射される光量を多くすることができる。

【0191】

画素電極１１１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ１３１が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。画素電極１１１の端部は、隔壁２１６によって覆われている。

【0192】

画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ１３２が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。画素電極１９１の端部は、隔壁２１６によって覆われている。トランジスタ１３２は、発光素子１９０の駆動を制御する機能を有する。

【0193】

トランジスタ１３１とトランジスタ１３２とは、同一の層（図１３Ａでは基板１５１）上に接している。

【0194】

受光素子１１０と電気的に接続される回路の少なくとも一部は、発光素子１９０と電気的に接続される回路と同一の材料及び同一の工程で形成されることが好ましい。これにより、２つの回路を別々に形成する場合に比べて、表示装置の厚さを薄くすることができ、また、作製工程を簡略化できる。

【0195】

ここで、発光素子１９０と受光素子１１０に共通に設けられる共通電極１１５には、第１の電位が与えられる配線と電気的に接続することが好ましい。第１の電位としては、共通電位（コモン電位）、接地電位、基準電位などの固定電位を用いることができる。なお、共通電極１１５に与える第１の電位は、固定電位に限られず、異なる２つ以上の電位を選択して与えることもできる。

【0196】

受光素子１１０で光を受光し、電気信号に変換する場合には、画素電極１１１には、共通電極１１５に与えられる第１の電位よりも低い第２の電位を与えることが好ましい。第２の電位は、受光素子１１０の構成、光学特性、及び電気的な特性等に応じて、受光感度などが最適になるような電位を選択して与えることができる。すなわち、受光素子１１０をフォトダイオードとしてみなした場合に、逆バイアス電圧が印加されるように、カソードとして機能する共通電極１１５に与える第１の電位と、アノードとして機能する画素電極１９１に与える第２の電位とを、選択することができる。なお、受光素子１１０を駆動しない場合には、画素電極１１１には、第１の電位と同じ若しくは同程度の電位、または第１の電位よりも高い電位が与えられてもよい。

【0197】

一方、発光素子１９０を発光させる場合、画素電極１９１には、共通電極１１５に与えられる第１の電位よりも高い第３の電位を与えることが好ましい。第３の電位は、発光素子１９０の構成、しきい値電圧、及び電流－輝度特性等に応じて、要求される発光輝度となるように電位を選択して与えることができる。すなわち、発光素子１９０を発光ダイオードとしてみなした場合に、順バイアス電圧が印加されるように、カソードとして機能する共通電極１１５に与える第１の電位と、アノードとして機能する画素電極１９１に与える第３の電位とを、選択することができる。なお、発光素子１９０を発光させない場合には、画素電極１９１には、第１の電位と同じ若しくは同程度の電位、または第１の電位よりも低い電位が与えられてもよい。

【0198】

なお、ここでは、受光素子１１０及び発光素子１９０として、共通電極１１５がカソードとして機能し、各画素電極がアノードとして機能する場合の例を説明したが、これに限られず、共通電極１１５がアノードとして機能し、各画素電極がカソードとして機能する構成としてもよい。その場合は、受光素子１１０を駆動する際に上記第２の電位として第１の電位よりも高い電位を与え、発光素子１９０を駆動する際に上記第３の電位として第１の電位よりも低い電位を与えればよい。

【0199】

受光素子１１０及び発光素子１９０は、それぞれ、保護層１９５に覆われていることが好ましい。図１３Ａでは、保護層１９５が、共通電極１１５上に接して設けられている。保護層１９５を設けることで、受光素子１１０及び発光素子１９０に水などの不純物が入り込むことを抑制し、受光素子１１０及び発光素子１９０の信頼性を高めることができる。また、接着層１４２によって、保護層１９５と基板１５２とが貼り合わされている。

【0200】

なお、図１４Ａに示すように、受光素子１１０上及び発光素子１９０上に保護層を有していなくてもよい。図１４Ａでは、接着層１４２によって、共通電極１１５と基板１５２とが貼り合わされている。

【0201】

また、図１４Ｂに示すように、遮光層ＢＭを有さない構成としてもよい。これにより、受光素子１１０の受光面積を大きくできるため、よりセンサの感度を高めることができる。

【0202】

〔構成例２－２〕
図１３Ｂに表示装置１００Ｂの断面図を示す。なお、以降の表示装置の説明において、先に説明した表示装置と同様の構成については、説明を省略することがある。

【0203】

図１３Ｂに示す表示装置１００Ｂは、表示装置１００Ａの構成に加え、レンズ１４９を有する。

【0204】

レンズ１４９は、受光素子１１０と重なる位置に設けられている。表示装置１００Ｂでは、レンズ１４９が基板１５２に接して設けられている。表示装置１００Ｂが有するレンズ１４９は、基板１５１側に凸面を有する凸レンズである。なお、基板１５２側に凸面を有する凸レンズを、受光素子１１０と重なる領域に配置してもよい。

【0205】

基板１５２の同一面上に遮光層ＢＭとレンズ１４９との双方を形成する場合、その形成順は問わない。図１３Ｂでは、レンズ１４９を先に形成する例を示すが、遮光層ＢＭを先に形成してもよい。図１３Ｂでは、レンズ１４９の端部が遮光層ＢＭによって覆われている。

【0206】

表示装置１００Ｂは、光１２２がレンズ１４９を介して受光素子１１０に入射する構成である。レンズ１４９を有すると、レンズ１４９を有さない場合に比べて、受光素子１１０に入射する光１２２の光量を増やすことができる。これにより、受光素子１１０の感度を高めることができる。

【0207】

本実施の形態の表示装置に用いるレンズの形成方法としては、基板上または受光素子上にマイクロレンズなどのレンズを直接形成してもよいし、別途作製されたマイクロレンズアレイなどのレンズアレイを基板に貼り合わせてもよい。

【0208】

〔構成例２－３〕
図１３Ｃに、表示装置１００Ｃの断面概略図を示す。表示装置１００Ｃは、基板１５１、基板１５２、及び隔壁２１６を有さず、基板１５３、基板１５４、接着層１５５、絶縁層２１２、及び隔壁２１７を有する点で、表示装置１００Ａと異なる。

【0209】

基板１５３と絶縁層２１２とは接着層１５５によって貼り合わされている。基板１５４と保護層１９５とは接着層１４２によって貼り合わされている。

【0210】

表示装置１００Ｃは、作製基板上に形成された絶縁層２１２、トランジスタ１３１、トランジスタ１３２、受光素子１１０、及び発光素子１９０等を、基板１５３上に転置することで作製される構成である。基板１５３及び基板１５４は、それぞれ、可撓性を有することが好ましい。これにより、表示装置１００Ｃの可撓性を高めることができる。例えば、基板１５３及び基板１５４には、それぞれ、樹脂を用いることが好ましい。

【0211】

基板１５３及び基板１５４としては、それぞれ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミド樹脂（ナイロン、アラミド等）、ポリシロキサン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ＡＢＳ樹脂、セルロースナノファイバー等を用いることができる。基板１５３及び基板１５４の一方または双方に、可撓性を有する程度の厚さのガラスを用いてもよい。

【0212】

本実施の形態の表示装置が有する基板には、光学等方性が高いフィルムを用いてもよい。光学等方性が高いフィルムとしては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ、セルローストリアセテートともいう）フィルム、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）フィルム、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）フィルム、及びアクリルフィルム等が挙げられる。

【0213】

隔壁２１７は、発光素子が発した光を吸収することが好ましい。隔壁２１７として、例えば、顔料もしくは染料を含む樹脂材料等を用いてブラックマトリクスを形成することができる。また、茶色レジスト材料を用いることで、着色された絶縁層で隔壁２１７を構成することができる。

【0214】

発光素子１９０が発した光１２３ｃは、基板１５２及び隔壁２１７で反射され、反射光１２３ｄが受光素子１１０に入射することがある。また、光１２３ｃが隔壁２１７を透過し、トランジスタまたは配線等で反射されることで、反射光が受光素子１１０に入射することがある。隔壁２１７によって光１２３ｃが吸収されることで、反射光１２３ｄが受光素子１１０に入射することを抑制できる。これにより、ノイズを低減し、受光素子１１０を用いたセンサの感度を高めることができる。

【0215】

隔壁２１７は、少なくとも、受光素子１１０が検出する光の波長を吸収することが好ましい。例えば、発光素子１９０が発する赤色の光を受光素子１１０が検出する場合、隔壁２１７は、少なくとも赤色の光を吸収することが好ましい。例えば、隔壁２１７が、青色のカラーフィルタを有すると、赤色の光１２３ｃを吸収することができ、反射光１２３ｄが受光素子１１０に入射することを抑制できる。

【0216】

〔構成例２－４〕
上記では、発光素子と受光素子が、２つの共通層を有する例を示したが、これに限られない。以下では、共通層の構成が異なる例について説明する。

【0217】

図１５Ａに、表示装置１００Ｄの断面概略図を示す。表示装置１００Ｄは、共通層１１４を有さず、バッファ層１８４及びバッファ層１９４を有する点で、表示装置１００Ａと異なる。バッファ層１８４及びバッファ層１９４は、それぞれ、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。

【0218】

表示装置１００Ｄにおいて、受光素子１１０は、画素電極１１１、共通層１１２、活性層１１３、バッファ層１８４、及び共通電極１１５を有する。また、表示装置１００Ｄにおいて、発光素子１９０は、画素電極１９１、共通層１１２、発光層１９３、バッファ層１９４、及び共通電極１１５を有する。

【0219】

表示装置１００Ｄでは、共通電極１１５と活性層１１３との間のバッファ層１８４と、共通電極１１５と発光層１９３との間のバッファ層１９４とを作り分ける例を示す。バッファ層１８４及びバッファ層１９４としては、例えば、電子注入層及び電子輸送層の一方または双方を形成することができる。

【0220】

図１５Ｂに、表示装置１００Ｅの断面概略図を示す。表示装置１００Ｅは、共通層１１２を有さず、バッファ層１８２及びバッファ層１９２を有する点で、表示装置１００Ａと異なる。バッファ層１８２及びバッファ層１９２は、それぞれ、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。

【0221】

表示装置１００Ｅにおいて、受光素子１１０は、画素電極１１１、バッファ層１８２、活性層１１３、共通層１１４、及び共通電極１１５を有する。また、表示装置１００Ｅにおいて、発光素子１９０は、画素電極１９１、バッファ層１９２、発光層１９３、共通層１１４、及び共通電極１１５を有する。

【0222】

表示装置１００Ｅでは、画素電極１１１と活性層１１３との間のバッファ層１８２と、画素電極１９１と発光層１９３との間のバッファ層１９２とを作り分ける例を示す。バッファ層１８２及びバッファ層１９２としては、例えば、正孔注入層及び正孔輸送層の一方または双方を形成することができる。

【0223】

図１５Ｃに、表示装置１００Ｆの断面概略図を示す。表示装置１００Ｆは、共通層１１２及び共通層１１４を有さず、バッファ層１８２、バッファ層１８４、バッファ層１９２、及びバッファ層１９４を有する点で、表示装置１００Ａと異なる。

【0224】

表示装置１００Ｆにおいて、受光素子１１０は、画素電極１１１、バッファ層１８２、活性層１１３、バッファ層１８４、及び共通電極１１５を有する。また、表示装置１００Ｆにおいて、発光素子１９０は、画素電極１９１、バッファ層１９２、発光層１９３、バッファ層１９４、及び共通電極１１５を有する。

【0225】

受光素子１１０と発光素子１９０の作製において、活性層１１３と発光層１９３を作り分けるだけでなく、他の層も作り分けることができる。

【0226】

表示装置１００Ｆでは、受光素子１１０と発光素子１９０とで、一対の電極（画素電極１１１または画素電極１９１と共通電極１１５）間に、共通の層を有さない例を示す。表示装置１００Ｆが有する受光素子１１０及び発光素子１９０は、絶縁層２１４上に画素電極１１１と画素電極１９１とを同一の材料及び同一の工程で形成し、画素電極１１１上にバッファ層１８２、活性層１１３、及びバッファ層１８４を、画素電極１９１上にバッファ層１９２、発光層１９３、及びバッファ層１９４を、それぞれ形成した後に、バッファ層１８４及びバッファ層１９４等を覆うように共通電極１１５を形成することで作製できる。

【0227】

なお、バッファ層１８２、活性層１１３、及びバッファ層１８４の積層構造と、バッファ層１９２、発光層１９３、及びバッファ層１９４の積層構造の作製順は特に限定されない。例えば、バッファ層１８２、活性層１１３、及びバッファ層１８４を成膜した後に、バッファ層１９２、発光層１９３、及びバッファ層１９４を成膜してもよい。逆に、バッファ層１８２、活性層１１３、及びバッファ層１８４を成膜する前に、バッファ層１９２、発光層１９３、及びバッファ層１９４を成膜してもよい。また、バッファ層１８２、バッファ層１９２、活性層１１３、発光層１９３、などの順に交互に成膜してもよい。

【0228】

［表示装置の構成例３］
以下では、表示装置のより具体的な構成例について説明する。

【0229】

〔構成例３－１〕
図１６に、表示装置２００Ａの斜視図を示す。

【0230】

表示装置２００Ａは、基板１５１と基板１５２とが貼り合された構成を有する。図１６では、基板１５２を破線で示している。

【0231】

表示装置２００Ａは、表示部１６２、回路１６４、配線１６５等を有する。図１６では、表示装置２００ＡにＩＣ（集積回路）１７３及びＦＰＣ１７２が実装されている例を示している。そのため、図１６に示す構成は、表示装置２００Ａ、ＩＣ、及びＦＰＣを有する表示モジュールということもできる。

【0232】

回路１６４としては、走査線駆動回路を用いることができる。

【0233】

配線１６５は、表示部１６２及び回路１６４に信号及び電力を供給する機能を有する。当該信号及び電力は、ＦＰＣ１７２を介して外部から入力されるか、またはＩＣ１７３から配線１６５に入力される。

【0234】

図１６では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式などにより、基板１５１にＩＣ１７３が設けられている例を示す。ＩＣ１７３は、例えば走査線駆動回路及び信号線駆動回路等を有するＩＣを適用できる。なお、表示装置２００Ａ及び表示モジュールは、ＩＣを設けない構成としてもよい。また、ＩＣを、ＣＯＦ方式等により、ＦＰＣに実装してもよい。

【0235】

図１７に、図１６で示した表示装置２００Ａの、ＦＰＣ１７２を含む領域の一部、回路１６４を含む領域の一部、表示部１６２を含む領域の一部、及び、端部を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。

【0236】

図１７に示す表示装置２００Ａは、基板１５１と基板１５２の間に、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、トランジスタ２０６、発光素子１９０、受光素子１１０等を有する。

【0237】

基板１５２と絶縁層２１４は接着層１４２を介して接着されている。発光素子１９０及び受光素子１１０の封止には、固体封止構造または中空封止構造などが適用できる。図１７では、基板１５２、接着層１４２、及び絶縁層２１４に囲まれた空間１４３が、不活性ガス（窒素やアルゴンなど）で充填されており、中空封止構造が適用されている。接着層１４２は、発光素子１９０と重ねて設けられていてもよい。また、基板１５２、接着層１４２、及び絶縁層２１４に囲まれた空間１４３を、接着層１４２とは異なる樹脂で充填してもよい。

【0238】

発光素子１９０は、絶縁層２１４側から画素電極１９１、共通層１１２、発光層１９３、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２０６が有する導電層２２２ｂと接続されている。トランジスタ２０６は、発光素子１９０の駆動を制御する機能を有する。画素電極１９１の端部は、隔壁２１６によって覆われている。画素電極１９１は可視光を反射する材料を含み、共通電極１１５は可視光を透過する材料を含む。

【0239】

受光素子１１０は、絶縁層２１４側から画素電極１１１、共通層１１２、活性層１１３、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極１１１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２０５が有する導電層２２２ｂと電気的に接続されている。画素電極１１１の端部は、隔壁２１６によって覆われている。画素電極１１１は可視光を反射する材料を含み、共通電極１１５は可視光を透過する材料を含む。

【0240】

発光素子１９０が発する光は、基板１５２側に射出される。また、受光素子１１０には、基板１５２及び空間１４３を介して、光が入射する。基板１５２には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。

【0241】

画素電極１１１及び画素電極１９１は同一の材料及び同一の工程で作製することができる。共通層１１２、共通層１１４、及び共通電極１１５は、受光素子１１０と発光素子１９０との双方に用いられる。受光素子１１０と発光素子１９０とは、活性層１１３と発光層１９３の構成が異なる以外は全て共通の構成とすることができる。これにより、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置１００Ａに受光素子１１０を内蔵することができる。

【0242】

基板１５２の基板１５１側の面には、遮光層ＢＭが設けられている。遮光層ＢＭは、受光素子１１０と重なる位置及び発光素子１９０と重なる位置に開口を有する。遮光層ＢＭを設けることで、受光素子１１０が光を検出する範囲を制御することができる。また、遮光層ＢＭを有することで、発光素子１９０から受光素子１１０に光が直接入射することを抑制できる。したがって、ノイズが少なく感度の高いセンサを実現できる。

【0243】

トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、及びトランジスタ２０６は、いずれも基板１５１上に形成されている。これらのトランジスタは、同一の材料及び同一の工程により作製することができる。

【0244】

基板１５１上には、絶縁層２１１、絶縁層２１３、絶縁層２１５、及び絶縁層２１４がこの順で設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１３は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１５は、トランジスタを覆って設けられる。絶縁層２１４は、トランジスタを覆って設けられ、平坦化層としての機能を有する。なお、ゲート絶縁層の数及びトランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、それぞれ単層であっても２層以上であってもよい。

【0245】

トランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、水や水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層をバリア層として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに外部から不純物が拡散することを効果的に抑制でき、表示装置の信頼性を高めることができる。

【0246】

絶縁層２１１、絶縁層２１３、及び絶縁層２１５としては、それぞれ、無機絶縁膜を用いることが好ましい。無機絶縁膜としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を２以上積層して用いてもよい。

【0247】

ここで、有機絶縁膜は、無機絶縁膜に比べてバリア性が低いことが多い。そのため、有機絶縁膜は、表示装置２００Ａの端部近傍に開口を有することが好ましい。これにより、表示装置２００Ａの端部から有機絶縁膜を介して不純物が拡散することを抑制することができる。または、有機絶縁膜の端部が表示装置２００Ａの端部よりも内側に位置するように有機絶縁膜を形成し、表示装置２００Ａの端部に有機絶縁膜が露出しないようにしてもよい。

【0248】

平坦化層として機能する絶縁層２１４には、有機絶縁膜が好適である。有機絶縁膜に用いることができる材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。

【0249】

図１７に示す領域２２８では、絶縁層２１４に開口が形成されている。これにより、絶縁層２１４に有機絶縁膜を用いる場合であっても、絶縁層２１４を介して外部から表示部１６２に不純物が拡散することを抑制できる。したがって、表示装置２００Ａの信頼性を高めることができる。

【0250】

トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、及びトランジスタ２０６は、ゲートとして機能する導電層２２１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、ソース及びドレインとして機能する導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂ、半導体層２３１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１３、並びに、ゲートとして機能する導電層２２３を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。絶縁層２１１は、導電層２２１と半導体層２３１との間に位置する。絶縁層２１３は、導電層２２３と半導体層２３１との間に位置する。

【0251】

本実施の形態の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタ、スタガ型のトランジスタ、逆スタガ型のトランジスタ等を用いることができる。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルが形成される半導体層の上下にゲートが設けられていてもよい。

【0252】

トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、及びトランジスタ２０６には、チャネルが形成される半導体層を２つのゲートで挟持する構成が適用されている。２つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。または、２つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御してもよい。

【0253】

トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、単結晶半導体、または単結晶以外の結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。単結晶半導体または結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。

【0254】

トランジスタの半導体層は、金属酸化物（酸化物半導体ともいう）を有することが好ましい。または、トランジスタの半導体層は、シリコンを有していてもよい。シリコンとしては、アモルファスシリコン、結晶性のシリコン（低温ポリシリコン、単結晶シリコンなど）などが挙げられる。

【0255】

半導体層は、例えば、インジウムと、Ｍ（Ｍは、ガリウム、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、スズ、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、及びマグネシウムから選ばれた一種または複数種）と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、及びスズから選ばれた一種または複数種であることが好ましい。

【0256】

特に、半導体層として、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（ＩＧＺＯとも記す）を用いることが好ましい。

【0257】

半導体層がＩｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物の場合、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットは、Ｉｎの原子数比がＭの原子数比以上であることが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝６：１：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：２：５等が挙げられる。

【0258】

スパッタリングターゲットとしては、多結晶の酸化物を含むターゲットを用いると、結晶性を有する半導体層を形成しやすくなるため好ましい。なお、成膜される半導体層の原子数比は、上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス４０％の変動を含む。例えば、半導体層に用いるスパッタリングターゲットの組成がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１［原子数比］の場合、成膜される半導体層の組成は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３［原子数比］の近傍となる場合がある。

【0259】

なお、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍と記載する場合、Ｉｎを４としたとき、Ｇａが１以上３以下であり、Ｚｎが２以上４以下である場合を含む。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝５：１：６またはその近傍であると記載する場合、Ｉｎを５としたときに、Ｇａが０．１より大きく２以下であり、Ｚｎが５以上７以下である場合を含む。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１またはその近傍であると記載する場合、Ｉｎを１としたときに、Ｇａが０．１より大きく２以下であり、Ｚｎが０．１より大きく２以下である場合を含む。

【0260】

回路１６４が有するトランジスタと、表示部１６２が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。回路１６４が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、２種類以上あってもよい。同様に、表示部１６２が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、２種類以上あってもよい。

【0261】

基板１５１の、基板１５２が重ならない領域には、接続部２０４が設けられている。接続部２０４では、配線１６５が導電層１６６及び接続層２４２を介してＦＰＣ１７２と電気的に接続されている。接続部２０４の上面は、画素電極１９１と同一の導電膜を加工して得られた導電層１６６が露出している。これにより、接続部２０４とＦＰＣ１７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。

【0262】

基板１５２の外側には各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、偏光板、位相差板、光拡散層（拡散フィルムなど）、反射防止層、及び集光フィルム等が挙げられる。また、基板１５２の外側には、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜、衝撃吸収層等を配置してもよい。

【0263】

基板１５１及び基板１５２には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイア、樹脂などを用いることができる。基板１５１及び基板１５２に可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。

【0264】

接着層としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。

【0265】

接続層２４２としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。

【0266】

発光素子１９０は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型などがある。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。

【0267】

発光素子１９０は少なくとも発光層１９３を有する。発光素子１９０は、発光層１９３以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していてもよい。例えば、共通層１１２は、正孔注入層及び正孔輸送層の一方又は双方を有することが好ましい。例えば、共通層１１４は、電子輸送層及び電子注入層の一方または双方を有することが好ましい。

【0268】

共通層１１２、発光層１９３、及び共通層１１４には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。共通層１１２、発光層１９３、及び共通層１１４を構成する層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。

【0269】

発光層１９３は、発光材料として、量子ドットなどの無機化合物を有していてもよい。

【0270】

受光素子１１０の活性層１１３は、半導体を含む。当該半導体としては、シリコンなどの無機半導体、及び、有機化合物を含む有機半導体が挙げられる。本実施の形態では、活性層が有する半導体として、有機半導体を用いる例を示す。有機半導体を用いることで、発光素子１９０の発光層１９３と、受光素子１１０の活性層１１３と、を同じ方法（例えば、真空蒸着法）で形成することができ、製造装置を共通化できるため好ましい。

【0271】

活性層１１３が有するｎ型半導体の材料としては、フラーレン（例えばＣ_６０、Ｃ_７０等）またはその誘導体等の電子受容性の有機半導体材料が挙げられる。また、活性層１１３が有するｐ型半導体の材料としては、銅（ＩＩ）フタロシアニン（Ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ） ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ；ＣｕＰｃ）やテトラフェニルジベンゾペリフランテン（Ｔｅｔｒａｐｈｅｎｙｌｄｉｂｅｎｚｏｐｅｒｉｆｌａｎｔｈｅｎｅ；ＤＢＰ）、亜鉛フタロシアニン（Ｚｉｎｃ Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ；ＺｎＰｃ）等の電子供与性の有機半導体材料が挙げられる。

【0272】

例えば、活性層１１３は、ｎ型半導体とｐ型半導体とを共蒸着して形成することが好ましい。

【0273】

トランジスタのゲート、ソース及びドレインのほか、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、及びタングステンなどの金属、並びに、当該金属を主成分とする合金などが挙げられる。これらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。

【0274】

また、透光性を有する導電材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などの導電性酸化物またはグラフェンを用いることができる。または、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、及びチタンなどの金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）などを用いてもよい。なお、金属材料、合金材料（またはそれらの窒化物）を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすることが好ましい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層や、表示素子が有する導電層（画素電極や共通電極として機能する導電層）にも用いることができる。

【0275】

各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料が挙げられる。

【0276】

〔構成例３－２〕
図１８Ａに、表示装置２００Ｂの断面図を示す。表示装置２００Ｂは、レンズ１４９及び保護層１９５を有する点で、主に表示装置２００Ａと相違している。

【0277】

受光素子１１０及び発光素子１９０を覆う保護層１９５を設けることで、受光素子１１０及び発光素子１９０に水などの不純物が拡散することを抑制し、受光素子１１０及び発光素子１９０の信頼性を高めることができる。

【0278】

表示装置２００Ｂの端部近傍の領域２２８において、絶縁層２１４の開口を介して、絶縁層２１５と保護層１９５とが互いに接することが好ましい。特に、絶縁層２１５が有する無機絶縁膜と保護層１９５が有する無機絶縁膜とが互いに接することが好ましい。これにより、有機絶縁膜を介して外部から表示部１６２に不純物が拡散することを抑制することができる。したがって、表示装置２００Ｂの信頼性を高めることができる。

【0279】

図１８Ｂに、保護層１９５が３層構造である例を示す。図１８Ｂにおいて、保護層１９５は、共通電極１１５上の無機絶縁層１９５ａと、無機絶縁層１９５ａ上の有機絶縁層１９５ｂと、有機絶縁層１９５ｂ上の無機絶縁層１９５ｃと、を有する。

【0280】

無機絶縁層１９５ａの端部と無機絶縁層１９５ｃの端部は、有機絶縁層１９５ｂの端部よりも外側に延在し、互いに接している。そして、無機絶縁層１９５ａは、絶縁層２１４（有機絶縁層）の開口を介して、絶縁層２１５（無機絶縁層）と接する。これにより、絶縁層２１５と保護層１９５とで、受光素子１１０及び発光素子１９０を囲うことができるため、受光素子１１０及び発光素子１９０の信頼性を高めることができる。

【0281】

このように、保護層１９５は、有機絶縁膜と無機絶縁膜との積層構造であってもよい。このとき、有機絶縁膜の端部よりも無機絶縁膜の端部を外側に延在させることが好ましい。

【0282】

基板１５２の基板１５１側の面に、レンズ１４９が設けられている。レンズ１４９は、基板１５１側に凸面を有する。受光素子１１０の受光領域は、レンズ１４９と重なり、かつ、発光層１９３と重ならないことが好ましい。これにより、受光素子１１０を用いたセンサの感度及び精度を高めることができる。

【0283】

レンズ１４９は、受光素子１１０が受光する光の波長に対する屈折率が１．３以上２．５以下であることが好ましい。レンズ１４９は、無機材料及び有機材料の少なくとも一方を用いて形成することができる。例えば、樹脂を含む材料をレンズ１４９に用いることができる。また、酸化物及び硫化物の少なくとも一方を含む材料をレンズ１４９に用いることができる。

【0284】

具体的には、塩素、臭素、またはヨウ素を含む樹脂、重金属原子を含む樹脂、芳香環を含む樹脂、硫黄を含む樹脂などをレンズ１４９に用いることができる。または、樹脂と当該樹脂より屈折率の高い材料のナノ粒子を含む材料をレンズ１４９に用いることができる。酸化チタンまたは酸化ジルコニウムなどをナノ粒子に用いることができる。

【0285】

また、酸化セリウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、酸化マグネシウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、インジウムとスズを含む酸化物、またはインジウムとガリウムと亜鉛を含む酸化物などを、レンズ１４９に用いることができる。または、硫化亜鉛などを、レンズ１４９に用いることができる。

【0286】

また、表示装置２００Ｂでは、保護層１９５と基板１５２とが接着層１４２によって貼り合わされている。接着層１４２は、受光素子１１０及び発光素子１９０とそれぞれ重ねて設けられており、表示装置２００Ｂには、固体封止構造が適用されている。

【0287】

〔構成例３－３〕
図１９Ａに、表示装置２００Ｃの断面図を示す。表示装置２００Ｃは、トランジスタの構造が異なる点、遮光層ＢＭ及びレンズ１４９を有さない点で、主に表示装置２００Ｂと相違している。

【0288】

表示装置２００Ｃは、基板１５１上に、トランジスタ２０８、トランジスタ２０９、及びトランジスタ２１０を有する。

【0289】

トランジスタ２０８、トランジスタ２０９、及びトランジスタ２１０は、ゲートとして機能する導電層２２１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、チャネル形成領域２３１ｉ及び一対の低抵抗領域２３１ｎを有する半導体層、一対の低抵抗領域２３１ｎの一方と接続する導電層２２２ａ、一対の低抵抗領域２３１ｎの他方と接続する導電層２２２ｂ、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２２５、ゲートとして機能する導電層２２３、並びに、導電層２２３を覆う絶縁層２１５を有する。絶縁層２１１は、導電層２２１とチャネル形成領域２３１ｉとの間に位置する。絶縁層２２５は、導電層２２３とチャネル形成領域２３１ｉとの間に位置する。

【0290】

導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、それぞれ、絶縁層２２５及び絶縁層２１５に設けられた開口を介して低抵抗領域２３１ｎと接続される。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂのうち、一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。

【0291】

発光素子１９０の画素電極１９１は、導電層２２２ｂを介してトランジスタ２０８の一対の低抵抗領域２３１ｎの一方と電気的に接続される。

【0292】

受光素子１１０の画素電極１１１は、導電層２２２ｂを介してトランジスタ２０９の一対の低抵抗領域２３１ｎの他方と電気的に接続される。

【0293】

図１９Ａには、絶縁層２２５が半導体層の上面及び側面を覆う例を示している。一方、図１９Ｂには、絶縁層２２５は、半導体層２３１のチャネル形成領域２３１ｉと重なり、低抵抗領域２３１ｎとは重ならない例を示している。例えば、導電層２２３をマスクとして用いて絶縁層２２５を加工することで、図１９Ｂに示す構造を作製できる。図１９Ｂでは、絶縁層２２５及び導電層２２３を覆って絶縁層２１５が設けられ、絶縁層２１５の開口を介して、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂがそれぞれ低抵抗領域２３１ｎと接続されている。さらに、トランジスタを覆う絶縁層２１８を設けてもよい。

【0294】

〔構成例３－４〕
図２０に、表示装置２００Ｄの断面図を示す。表示装置２００Ｄは、基板の構成が異なる点で、表示装置２００Ｃと主に相違している。

【0295】

表示装置２００Ｄは、基板１５１及び基板１５２を有さず、基板１５３、基板１５４、接着層１５５、及び絶縁層２１２を有する。

【0296】

基板１５３と絶縁層２１２とは接着層１５５によって貼り合わされている。基板１５４と保護層１９５とは接着層１４２によって貼り合わされている。

【0297】

表示装置２００Ｄは、作製基板上で形成された絶縁層２１２、トランジスタ２０８、トランジスタ２０９、受光素子１１０、及び発光素子１９０等を、基板１５３上に転置することで作製される構成である。基板１５３及び基板１５４は、それぞれ、可撓性を有することが好ましい。これにより、表示装置２００Ｄの可撓性を高めることができる。

【0298】

絶縁層２１２には、絶縁層２１１、絶縁層２１３、及び絶縁層２１５に用いることができる無機絶縁膜を用いることができる。または、絶縁層２１２として、有機絶縁膜と無機絶縁膜の積層膜としてもよい。このとき、トランジスタ２０９側の膜を、無機絶縁膜とすることが好ましい。

【0299】

以上が、表示装置の構成例についての説明である。

【0300】

［金属酸化物について］
以下では、半導体層に適用可能な金属酸化物について説明する。

【0301】

なお、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ）と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。例えば、亜鉛酸窒化物（ＺｎＯＮ）などの窒素を有する金属酸化物を、半導体層に用いてもよい。

【0302】

なお、本明細書等において、ＣＡＡＣ（ｃ－ａｘｉｓ ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌ）、及びＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ－Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と記載する場合がある。ＣＡＡＣは結晶構造の一例を表し、ＣＡＣは機能または材料の構成の一例を表す。

【0303】

例えば、半導体層にはＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ－Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）－ＯＳ（Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を用いることができる。

【0304】

ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅを、トランジスタの半導体層に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子（またはホール）を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅに付与することができる。ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。

【0305】

また、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、導電性領域、及び絶縁性領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。

【0306】

また、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅにおいて、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下のサイズで材料中に分散している場合がある。

【0307】

また、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、異なるバンドギャップを有する成分により構成される。例えば、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅをトランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、及び高い電界効果移動度を得ることができる。

【0308】

すなわち、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、マトリックス複合材（ｍａｔｒｉｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、または金属マトリックス複合材（ｍｅｔａｌ ｍａｔｒｉｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と呼称することもできる。

【0309】

酸化物半導体（金属酸化物）は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、例えば、ＣＡＡＣ－ＯＳ（ｃ－ａｘｉｓ ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶酸化物半導体、ｎｃ－ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、擬似非晶質酸化物半導体（ａ－ｌｉｋｅ ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ－ｌｉｋｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、及び非晶質酸化物半導体などがある。

【0310】

ＣＡＡＣ－ＯＳは、ｃ軸配向性を有し、かつａ－ｂ面方向において複数のナノ結晶が連結し、歪みを有した結晶構造となっている。なお、歪みとは、複数のナノ結晶が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。

【0311】

ナノ結晶は、六角形を基本とするが、正六角形状とは限らず、非正六角形状である場合がある。また、歪みにおいて、五角形及び七角形などの格子配列を有する場合がある。なお、ＣＡＡＣ－ＯＳにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界（グレインバウンダリーともいう。）を確認することは難しい。すなわち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、ＣＡＡＣ－ＯＳが、ａ－ｂ面方向において酸素原子の配列が稠密でないことや、金属元素が置換することで原子間の結合距離が変化することなどによって、歪みを許容することができるためである。

【0312】

また、ＣＡＡＣ－ＯＳは、インジウム、及び酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、元素Ｍ、亜鉛、及び酸素を有する層（以下、（Ｍ，Ｚｎ）層）とが積層した、層状の結晶構造（層状構造ともいう）を有する傾向がある。なお、インジウムと元素Ｍは、互いに置換可能であり、（Ｍ，Ｚｎ）層の元素Ｍがインジウムと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ，Ｚｎ）層と表すこともできる。また、Ｉｎ層のインジウムが元素Ｍと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ）層と表すこともできる。

【0313】

ＣＡＡＣ－ＯＳは結晶性の高い金属酸化物である。一方、ＣＡＡＣ－ＯＳは、明確な結晶粒界を確認することが難しいため、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。また、金属酸化物の結晶性は不純物の混入や欠陥の生成などによって低下する場合があるため、ＣＡＡＣ－ＯＳは不純物や欠陥（酸素欠損（Ｖ_Ｏ：ｏｘｙｇｅｎ ｖａｃａｎｃｙともいう。）など）の少ない金属酸化物ともいえる。したがって、ＣＡＡＣ－ＯＳを有する金属酸化物は、物理的性質が安定する。そのため、ＣＡＡＣ－ＯＳを有する金属酸化物は熱に強く、信頼性が高い。

【0314】

ｎｃ－ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。また、ｎｃ－ＯＳは、異なるナノ結晶間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。したがって、ｎｃ－ＯＳは、分析方法によっては、ａ－ｌｉｋｅ ＯＳや非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。

【0315】

なお、インジウムと、ガリウムと、亜鉛と、を有する金属酸化物の一種である、インジウム－ガリウム－亜鉛酸化物（以下、ＩＧＺＯ）は、上述のナノ結晶とすることで安定な構造をとる場合がある。特に、ＩＧＺＯは、大気中では結晶成長がし難い傾向があるため、大きな結晶（ここでは、数ｍｍの結晶、または数ｃｍの結晶）よりも小さな結晶（例えば、上述のナノ結晶）とする方が、構造的に安定となる場合がある。

【0316】

ａ－ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ－ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する金属酸化物である。ａ－ｌｉｋｅ ＯＳは、鬆または低密度領域を有する。すなわち、ａ－ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ－ＯＳ及びＣＡＡＣ－ＯＳと比べて、結晶性が低い。

【0317】

酸化物半導体（金属酸化物）は、多様な構造をとり、それぞれが異なる特性を有する。本発明の一態様の酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体、多結晶酸化物半導体、ａ－ｌｉｋｅ ＯＳ、ｎｃ－ＯＳ、ＣＡＡＣ－ＯＳのうち、二種以上を有していてもよい。

【0318】

半導体層として機能する金属酸化物膜は、不活性ガス及び酸素ガスのいずれか一方または双方を用いて成膜することができる。なお、金属酸化物膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）に、特に限定はない。ただし、電界効果移動度が高いトランジスタを得る場合においては、金属酸化物膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）は、０％以上３０％以下が好ましく、５％以上３０％以下がより好ましく、７％以上１５％以下がさらに好ましい。

【0319】

金属酸化物は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上であることが好ましく、２．５ｅＶ以上であることがより好ましく、３ｅＶ以上であることがさらに好ましい。このように、エネルギーギャップの広い金属酸化物を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。

【0320】

金属酸化物膜の成膜時の基板温度は、３５０℃以下が好ましく、室温以上２００℃以下がより好ましく、室温以上１３０℃以下がさらに好ましい。金属酸化物膜の成膜時の基板温度が室温であると、生産性を高めることができ、好ましい。

【0321】

金属酸化物膜は、スパッタリング法により形成することができる。そのほか、例えばＰＬＤ法、ＰＥＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、真空蒸着法などを用いてもよい。

【0322】

以上が、金属酸化物についての説明である。

【0323】

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

【0324】

（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器に適用可能な表示装置について、図２１Ａ、図２１Ｂを用いて説明する。

【0325】

本発明の一態様の表示装置は、受光素子を有する第１の画素回路と、発光素子を有する第２の画素回路と、を有する。第１の画素回路と第２の画素回路は、それぞれ、マトリクス状に配置される。

【0326】

図２１Ａに、受光素子を有する第１の画素回路の一例を示し、図２１Ｂに、発光素子を有する第２の画素回路の一例を示す。

【0327】

図２１Ａに示す画素回路ＰＩＸ１は、受光素子ＰＤ、トランジスタＭ１、トランジスタＭ２、トランジスタＭ３、トランジスタＭ４、及び容量素子Ｃ１を有する。ここでは、受光素子ＰＤとして、フォトダイオードを用いた例を示している。

【0328】

受光素子ＰＤは、カソードが配線Ｖ１と電気的に接続し、アノードがトランジスタＭ１のソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタＭ１は、ゲートが配線ＴＸと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が容量素子Ｃ１の一方の電極、トランジスタＭ２のソースまたはドレインの一方、及びトランジスタＭ３のゲートと電気的に接続する。トランジスタＭ２は、ゲートが配線ＲＥＳと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が配線Ｖ２と電気的に接続する。トランジスタＭ３は、ソースまたはドレインの一方が配線Ｖ３と電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方がトランジスタＭ４のソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタＭ４は、ゲートが配線ＳＥと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が配線ＯＵＴ１と電気的に接続する。

【0329】

配線Ｖ１、配線Ｖ２、及び配線Ｖ３には、それぞれ定電位が供給される。受光素子ＰＤを逆バイアスで駆動させる場合には、配線Ｖ２に、配線Ｖ１の電位よりも低い電位を供給する。トランジスタＭ２は、配線ＲＥＳに供給される信号により制御され、トランジスタＭ３のゲートに接続するノードの電位を、配線Ｖ２に供給される電位にリセットする機能を有する。トランジスタＭ１は、配線ＴＸに供給される信号により制御され、受光素子ＰＤに流れる電流に応じて上記ノードの電位が変化するタイミング、または、受光素子ＰＤに発生する電荷を上記ノードに転送するタイミングを制御する機能を有する。トランジスタＭ３は、上記ノードの電位に応じた出力を行う増幅トランジスタとして機能する。トランジスタＭ４は、配線ＳＥに供給される信号により制御され、上記ノードの電位に応じた出力を配線ＯＵＴ１に接続する外部回路で読み出すための選択トランジスタとして機能する。

【0330】

図２１Ｂに示す画素回路ＰＩＸ２は、発光素子ＥＬ、トランジスタＭ５、トランジスタＭ６、トランジスタＭ７、及び容量素子Ｃ２を有する。ここでは、発光素子ＥＬとして、発光ダイオードを用いた例を示している。特に、発光素子ＥＬとして、有機ＥＬ素子を用いることが好ましい。

【0331】

トランジスタＭ５は、ゲートが配線ＶＧと電気的に接続し、ソースまたはドレインの一方が配線ＶＳと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が、容量素子Ｃ２の一方の電極、及びトランジスタＭ６のゲートと電気的に接続する。トランジスタＭ６のソースまたはドレインの一方は配線Ｖ４と電気的に接続し、他方は、発光素子ＥＬのアノード、及びトランジスタＭ７のソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタＭ７は、ゲートが配線ＭＳと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が配線ＯＵＴ２と電気的に接続する。発光素子ＥＬのカソードは、配線Ｖ５と電気的に接続する。

【0332】

配線Ｖ４及び配線Ｖ５には、それぞれ定電位が供給される。発光素子ＥＬのアノード側を高電位に、カソード側をアノード側よりも低電位にすることができる。トランジスタＭ５は、配線ＶＧに供給される信号により制御され、画素回路ＰＩＸ２の選択状態を制御するための選択トランジスタとして機能する。また、トランジスタＭ６は、ゲートに供給される電位に応じて発光素子ＥＬに流れる電流を制御する駆動トランジスタとして機能する。トランジスタＭ５が導通状態のとき、配線ＶＳに供給される電位がトランジスタＭ６のゲートに供給され、その電位に応じて発光素子ＥＬの発光輝度を制御することができる。トランジスタＭ７は配線ＭＳに供給される信号により制御され、トランジスタＭ６と発光素子ＥＬとの間の電位を、配線ＯＵＴ２を介して外部に出力する機能を有する。

【0333】

なお、本実施の形態の表示装置では、発光素子をパルス状に発光させることで、画像を表示してもよい。発光素子の駆動時間を短縮することで、表示装置の消費電力の低減、及び、発熱の抑制を図ることができる。特に、有機ＥＬ素子は周波数特性が優れているため、好適である。周波数は、例えば、１ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下とすることができる。

【0334】

ここで、画素回路ＰＩＸ１が有するトランジスタＭ１、トランジスタＭ２、トランジスタＭ３、及びトランジスタＭ４、並びに、画素回路ＰＩＸ２が有するトランジスタＭ５、トランジスタＭ６、及びトランジスタＭ７には、それぞれチャネルが形成される半導体層に金属酸化物（酸化物半導体）を用いたトランジスタを適用することが好ましい。

【0335】

シリコンよりもバンドギャップが広く、かつキャリア密度の小さい金属酸化物を用いたトランジスタは、極めて小さいオフ電流を実現することができる。そのため、その小さいオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量素子に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。そのため、特に容量素子Ｃ１または容量素子Ｃ２に直列に接続されるトランジスタＭ１、トランジスタＭ２、及びトランジスタＭ５には、酸化物半導体が適用されたトランジスタを用いることが好ましい。また、これ以外のトランジスタも同様に酸化物半導体を適用したトランジスタを用いることで、作製コストを低減することができる。

【0336】

また、トランジスタＭ１乃至トランジスタＭ７に、チャネルが形成される半導体にシリコンを適用したトランジスタを用いることもできる。特に単結晶シリコンや多結晶シリコンなどの結晶性の高いシリコンを用いることで、高い電界効果移動度を実現することができ、より高速な動作が可能となるため好ましい。

【0337】

また、トランジスタＭ１乃至トランジスタＭ７のうち、一以上に酸化物半導体を適用したトランジスタを用い、それ以外にシリコンを適用したトランジスタを用いる構成としてもよい。

【0338】

なお、図２１Ａ、図２１Ｂにおいて、トランジスタをｎチャネル型のトランジスタとして表記しているが、ｐチャネル型のトランジスタを用いることもできる。

【0339】

画素回路ＰＩＸ１が有するトランジスタと画素回路ＰＩＸ２が有するトランジスタは、同一基板上に並べて形成されることが好ましい。特に、画素回路ＰＩＸ１が有するトランジスタと画素回路ＰＩＸ２が有するトランジスタとを１つの領域内に混在させて周期的に配列する構成とすることが好ましい。

【0340】

また、受光素子ＰＤまたは発光素子ＥＬと重なる位置に、トランジスタ及び容量素子の一方又は双方を有する層を１つまたは複数設けることが好ましい。これにより、各画素回路の実効的な占有面積を小さくでき、高精細な受光部または表示部を実現できる。

【0341】

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0342】

１０、１０ａ～１０ｅ：電子機器、１１ａ、１１ｂ：表示部、１２：筐体、１３：スピーカ、１４：マイク、２１ａ、２１ａ１、２１ａ２、２１ｂ、２１ｂ１、２１ｂ２：画素、２２、２２Ｂ、２２Ｇ、２２Ｒ：表示素子、２３：受光素子、２４：画素、２５：ユニット、３０ａ、３０ｂ：指、４０、４０ａ～４０ｄ：湾曲部、５０、５０ａ～５０ｈ、５０ｋ：表示装置、５１、５２：基板、５３：受光素子、５４：発光素子、５５：機能層、５６ａ、５６ｂ：支持体、５７、５７Ｂ、５７Ｇ、５７Ｒ：発光素子、５９：導光板、６０：指、６１：接触部、６２：指紋、６３：撮像範囲、６５：スタイラス、６６：軌跡、６７：血管、７１：接着層

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図9D】

【図9E】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図11D】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図12D】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図14A】

【図14B】

【図15A】

【図15B】

【図15C】

【図16】

【図17】

【図18A】

【図18B】

【図19A】

【図19B】

【図20】

【図21A】

【図21B】